Обґрунтування раціональних параметрів і конструкцій шпурових зарядів для зниження розміцнення гірських порід при спрямованому розколі - Автореферат

Для цього розроблено спеціальні конструкції зарядів, що дозволяють одержати спрямований розкол блока з мінімальним розміцненням породи поблизу бічних поверхонь, установити не тільки зниження її міцності, але й її зміну із часом після вибухового впливу, залежно від конструкції заряду вибухової речовини (ВР). Тому дослідження процесів розколу й знеміцнення блоків, повязаних з отриманням спрямованої магістральної тріщини і зміною розмірів мікротріщин, витіканням газу з них (дегазацією) з метою обґрунтування раціональних параметрів і конструкцій шпурових зарядів для зниження розміцнення гірських порід при спрямованому розколі є актуальною науковою задачею, яка має важливе значення для гірничовидобувної галузі і потребує свого вирішення. Дисертаційна робота виконана відповідно до напрямів наукових досліджень, проведених кафедрою «Технічна механіка» Кременчуцького національного університету імені Михайла Остроградського, і є складовою частиною держбюджетних науково-дослідних розробок, виконаних відповідно до планових завдань Міністерства освіти і науки України: «Дослідження впливу газодинамічних процесів при детонації на механізм вибухового тріщиноутворення» (5Д/02 - ТМ, № ДР 0102U000742), виконаної в 2002-2004 рр.; «Розробка засобів підвищення ефективності вибухового та механічного дрібнення гірських порід при виробництві щебеню» (2Д/99ТМ, № ДР 0199U004066), виконаної 1999-2001рр.; внутрішньовузівських тем: «Розробка раціональних конструкцій набойок свердловинних зарядів для зниження викиду шкідливих газів в атмосферу під час масових вибухів» (№ 66У/02 - Тмех, № ДР0102U002620), виконаної 2002 р.; «Дослідження ефективності дії сумішевих зарядів у різноманітних середовищах та вплив динамічних навантажень на процес розміцнення» (№ 92У/03 - ТМЕХ, № ДР 0103U003991), виконаної 2003 р.; «Вплив імпульсних навантажень на процеси розміцнення гірських порід та крихких матеріалів» (№ 126У/04 - ТМЕХ, № ДР 0104U009502), виконаної 2004 р., у яких автор брала безпосередню участь як виконавець. Метою роботи є підвищення якості камяних блоків, утворених спрямованим розколом за допомогою вибуху, за рахунок посилення впливу газодинамічного потоку продуктів детонації в необхідному напрямку з одночасним зменшенням імовірності потрапляння газів до мікротріщин, які утворюються, за межами лінії розколу. Для розвязання поставлених задач використано комплекс теоретичних й експериментальних методів: аналіз й узагальнення сучасних уявлень про механізм вибухового руйнування гірських порід; аналітичне обґрунтування раціональних параметрів буро-вибухових робіт на основі теорії руйнування й мікротріщинуватості гірських порід; фізичне моделювання швидкоплинних процесів; апарат теорії пружності для оцінювання напруженого стану порід при імпульсних навантаженнях; статистична обробка результатів вимірів й оцінювання механічних властивостей матеріалу; зіставлення розрахункових даних з експериментальними результатами; техніко-економічний аналіз розроблених рекомендацій.У першому розділі розглянуто сучасні уявлення про механізм руйнування гірських порід вибухом, методи підвищення якості вибухової відбійки блокового каменю, вплив дії вибуху на міцність гірських порід. Основні положення механіки руйнування підтверджують, що міцність і руйнування структурно-неоднорідного середовища визначаються неоднорідностями гірських порід, тріщинами (у тому числі й мікротріщинами), наявністю дислокацій та інше. Вплив вибуху призводить до зростання розмірів макротріщин у породі, що визначають поділ масиву на окремі частини, так і мікротріщин, які тільки послабляють окремі частини, тобто знижують їхню міцність. Аналіз існуючого стану наукових досліджень, спрямованих на підвищення якості вибухової відбійки з видобутку блокового каменю й вивчення процесів знеміцнення гірських порід при вибуху зарядів вибухових речовин, показав, що ще не знайдено оптимальний варіант конструкцій зарядів і способів ведення підривних робіт, які б дозволили робити видобуток окремих частин із міцністю, характерною для недоторканого масиву, при низьких матеріальних і трудових витратах. Використання шпурів або зарядів еліптичної форми, розташованих таким чином, що більша вісь еліпса паралельна лінії розколу, дозволить збільшити напруження, а відповідно, і відстані між шпурами (свердловинами) в 1,2-1,4 рази порівняно зі шпурами круглого поперечного перерізу.Методика вибухового розколу блоків і фундаментів на невеликі частини дозволяє оптимізувати процеси розбирання старих фундаментів і транспортування окремих частин зі зменшенням витрат на ці операції. Таким чином, пропоновані методи керування вибухом при руйнуванні бетонних фундаментів можуть підвищити ефективність підривних робіт і безпеки їхнього виконання в діючих цехах і в будівництві. На Рижевському гранітному карєрі перевіряли вплив форми й конструкції заряду на одержання спрямованого розколу негабариту, для чого були проведені вибухи з використанням заряду ВР циліндричної форми круглого й еліптичного поперечних перерізів, а також спеціаль

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ