Підвищення ефективності вибухового руйнування негабаритних блоків у кар’єрах - Автореферат

При існуючій в Україні на гірничодобувних підприємствах техніці й технології відбійки порід свердловинними зарядами забезпечити відсутність породних негабаритних блоків у гірській масі, як показує практика, не представляється можливим. Традиційно для руйнування породних негабаритних блоків у карєрах використовуються імпульсні методи із застосуванням тротиловміщуючих гранульованих і порошкоподібних вибухових речовин (ВР), а з 1990-1995 р.р. з використанням безтротилових аміачно-селітряних (АС): ігфаніт-М, МВС-Н та ін. Аналіз досвіду подрібнення породних негабаритних блоків шпуровими зарядами з ВР найпростішого складу (ігданіт) показав, що ефективне використання таких зарядів обмежено критичним діаметром, нестабільністю детонації, а також слабкою потужністю, особливо при подрібненні великих породних негабаритних блоків. Тому дослідження, спрямовані на підвищення ефективності вибухового руйнування породних негабаритних блоків шляхом використання енергії вибуху зарядів удосконаленої конструкції на основі АС, становлять інтерес для всіх підприємств гірничодобувної промисловості України. У звязку з цим розробка імпульсного методу руйнування породних негабаритних блоків енергією вибуху зарядів з АС становить важливе та актуальне наукове завдання.У першому розділі викладено аналіз відомих методів і шляхів підвищення ефективності руйнування породних негабаритних блоків у карєрах. Показано, що руйнування породних негабаритних блоків здійснюється різними методами, які відрізняються видом застосованої енергії та принципами використання сил. На сьогоднішній день у карєрах використовують невибухові та вибухові методи руйнування породних негабаритних блоків. Великі обсяги виходу породних негабаритних блоків у зруйнованій гірській масі на гірничодобувних підприємствах країни обумовлюють, як показує досвід, вибір вибухового методу їхнього руйнування - шпурових або накладних зарядів. У першому випадку шпури бурять на глибину до 1/2...1/3 товщини породного негабаритного блоку, а заряд займає від 1/4 до 1/3 довжини шпуру.Зменшення докритичної стадії буде сприяти руйнуванню породного негабаритного блоку, що може бути здійснено відповідним імпульсним впливом. У практиці вибухової справи, як правило, породний негабаритний блок руйнують енергією вибуху ВР, яку розміщують на поверхні матеріалу, що руйнується, (накладній заряд), рис. 1, а), в основному, буде визначатися тріщинами, що йдуть від поверхні контакту заряду ВР із негабаритом. 1, б) його руйнування буде визначатися тріщинами, що виникли усередині цього блоку й відповідно до теорії Грифітса його руйнування буде відбуватися за дотримання автокаталітичності процесу руйнування. Вибухове руйнування скельного середовища визначається параметрами імпульсу вибуху (I), який для шпурового й накладного заряду із забивкою визначається виразом: , (2) де s - площа поперечного перетину заряду, м2; - щільність ВР, г/см3; L - довжина заряду, м; Д - швидкість детонації ВР, м/с; h - товщина забивки, м; - діаметр накладного або шпурового заряду, м; f - коефіцієнт ефективності забивки, який визначається експериментально.У дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова задача - підвищення ефективності вибухового руйнування породних негабаритних блоків середньої та нижче середньої міцності за рахунок зниження витрат на ВР і буріння на основі збільшення тривалості імпульсного впливу на середовище, що руйнується, шляхом використання шпуро-накладних зарядів із спеціально підготовленої АС різної дисперсності й фізико-хімічного стану. На сьогоднішній день руйнування породних негабаритних блоків у карєрах здійснюють, в основному, тільки вибуховими методами. Однак, в останні роки, у звязку з різким подорожчанням промислових ВР і перфораторного буріння істотно погіршилися техніко-економічні показники вибухових методів руйнування породних негабаритних блоків. Тому дослідження, спрямовані на вдосконалення вибухових методів руйнування породних негабаритних блоків, становлять значний науковий і практичний інтерес. Ефективне вибухове руйнування негабаритних блоків порід середньої та нижче середньої міцності забезпечується створенням подовжених імпульсних навантажень від вибухів шпуро-накладних зарядів із спеціально підготовленої АС різного дисперсного складу.Опыт взрывного разрушения негабарита на золоторудных карьерах Узбекистана / Э.И. Крівцов М.В., Поплавський В.А., Ковалевич С.В. Взрывное дробление негабаритных фракций в карьерах ОАО «Докучаевский флюсо-доломитный комбинат» // Вісник Національного технічного університету України „КПІ”. Про оперативне управління енергією вибуху при подрібненні негабаритних фракцій накладними зарядами на карєрах // Вісник Національного технічного університету України „КПІ”. Результаты испытания аммиачно-селитряных зарядов при дроблении негабаритных блоков в условиях Докучаевского флюсодоломитного комбината // Проблеми охорони праці в Україні: Зб. наук. праць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИОсновний зміст дисертаційної роботи викладено в наступних публікаціях:

У дисертаційній роботі вирішена актуальна наукова задача - підвищення ефективності вибухового руйнування породних негабаритних блоків середньої та нижче середньої міцності за рахунок зниження витрат на ВР і буріння на основі збільшення тривалості імпульсного впливу на середовище, що руйнується, шляхом використання шпуро-накладних зарядів із спеціально підготовленої АС різної дисперсності й фізико-хімічного стану.

Основні наукові й практичні результати роботи.

1. На сьогоднішній день руйнування породних негабаритних блоків у карєрах здійснюють, в основному, тільки вибуховими методами. Однак, в останні роки, у звязку з різким подорожчанням промислових ВР і перфораторного буріння істотно погіршилися техніко-економічні показники вибухових методів руйнування породних негабаритних блоків. Тому дослідження, спрямовані на вдосконалення вибухових методів руйнування породних негабаритних блоків, становлять значний науковий і практичний інтерес.

2. Ефективне вибухове руйнування негабаритних блоків порід середньої та нижче середньої міцності забезпечується створенням подовжених імпульсних навантажень від вибухів шпуро-накладних зарядів із спеціально підготовленої АС різного дисперсного складу. Встановлено, що дисперсність АС у накладній частині заряду не повинна перевищувати 1 мм, а в шпуровій частині - 3...5 мм, як подрібненої, так і гранульованої.

3. Стабільні вибухові властивості АС забезпечуються при її вологості ?0,3%, відсутності злежуваності та її зберіганні на складах, як ВР. Збереження стабільних вибухових властивостей АС досягається її обробкою ПАР (контакт чорний нерафінований) у кількості 0,8...1,2 % від маси АС. На цьому підґрунті вперше розроблено методику забезпечення стабільних вибухових властивостей АС для руйнування негабаритних блоків порід середньої й нижче середньої міцності (вапняки, доломіти) шпуро-накладними зарядами із АС.

4. Ефективне й стабільне вибухове розкладання АС у шпуро-накладних зарядах забезпечується лінійним ініціюванням шпурової частини заряду, а накладної частини заряду енергією імпульсу вибуху шпурового заряду.

5. Розроблено спосіб шпуро-накладного руйнування негабаритних блоків порід середньої й нижче середньої міцності, який полягає в бурінні в негабаритному блоці шпура глибиною 0,2-0,25 його товщини, розміщенні в ньому на всю його глибину лінійного ініціатора і спеціально підготовленої АС, формуванні над шпуром накладного заряду з подрібненої АС, обробленої ПАР (контакт чорний нерафінований) у кількості 0,8...1,2 % від її маси і підриванні.

6. Розроблений спосіб на стадії промислових випробувань використано у карєрах ВАТ «ДФДК». Фактичний питомий економічний ефект від використання методу при руйнуванні породних негабаритних блоків у карєрах ВАТ «ДФДК» в 2004-2006 р.р. склав 1,49...1,83 грн./м3. Річний очікуваний розрахунковий економічний ефект від використання методу в карєрах ВАТ «ДФДК» при подрібненні вапнякових негабаритних блоків склав 149 тис. грн., а при руйнуванні доломітних блоків - 183 тис. грн.