Закономерности разрушения горных пород ударом как необходимое условие проектирования процессов бурения и обогащения полезных ископаемых. Особенности процесса динамического разрушения горных пород при разработке месторождений полезных ископаемых.
Аннотация к работе
Прогнозирование параметров дробления горных пород в условиях направленного изменения их свойств поверхностно-активными веществамиИсследование и управление качеством дробления горных пород взрывом - главная задача проектирования рациональных параметров буровзрывных работ. Эффективным инструментом такого управления может быть использование поверхностно-активных веществ (ПАВ), действие которых основано на адсорбционном понижении поверхностной энергии тел (эффект Ребиндера). Однако в горном деле, особенно в процессах разрушения пород ударом и взрывом, их применение носит весьма ограниченный характер. Для успешного использования ПАВ в процессах динамического разрушения горных пород требуется решение ряда научных задач, важнейшими из которых являются совершенствование методики выбора оптимальной для конкретных условий поверхностно-активной среды и разработка системы прогнозных оценок эффективности применения ПАВ в указанных процессах. Идея работы заключается в использовании закономерностей воздействия поверхностно-активных веществ (ПАВ) на свойства и состояние горных пород для прогнозирования и управления качеством их дробления с учетом глубокой аналогии процессов разрушения пород ударом и взрывом.В диссертации на основании выполненных автором исследований получено новое решение актуальной научно-практической задачи прогнозирования характеристик дробления горных пород ударом и взрывом в условиях управления их свойствами с помощью поверхностно-активных веществ, имеющей существенное значение для проектирования буровзрывных работ. На основе анализа физических закономерностей динамического разрушения горных пород обоснованы критерии эффективности дробления пород ударом и взрывом, представляющие собой безразмерную комбинацию свойств разрушаемых пород, параметров техники и технологии процесса в их сложном взаимодействии и взаимообусловленности. Экспериментально установлено, что специально подобранные растворы ПАВ существенно изменяют свойства горных пород, формирующие указанные критерии эффективности: снижают прочность (от 20 до 80 %) и статический модуль упругости пород (в 1,3 - 1,7 раза); повышают динамический модуль упругости и акустическую жесткость среды (в среднем на 5 - 7 %). В качестве комплексной характеристики дробимости горных пород обоснован «удельный импульс стандартного дробления» IJ0 как отношение произведения приведенной массы ударника и скорости удара к квадрату степени дробления пород. Изучено влияние условий эксперимента (формы и размеров образца, числа ударов, массы ударника, скорости и энергии удара) на характеристики дробления пород и разработана методика экспериментального определения удельного импульса стандартного дробления для различных по составу и строению горных пород.