Розробка ефективних методів відбійки порід при поглибленні стволів з розширюванням передового підняттєвого знизу вверх - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукЦі схеми поглиблення забезпечують незалежність робіт з поглиблення стволів від їх експлуатаційної діяльності, спрощення оснащення стволів, досягнення високої ефективності виймання породи. У вітчизняній практиці це технологія з відбійкою породи за допомогою вертикальних вибухових свердловин, у зарубіжній - горизонтальних або похилих торцевих шпурів, які вибурюють із підняттєвого паралельно вибою ствола. При поглибленні стволів з розширенням підняттєвого знизу вверх відсутні операції з прибирання породи у вибою ствола та його зачищенню, створюються сприятливі умови для використання потужних бурових машин, забезпечується високий рівень безпеки прохідників. Для досягнення вказаної мети в роботі поставлені та вирішені такі задачі досліджень: 1) дослідити умови роботи зарядів при розширенні передового підняттєвого знизу вверх за допомогою торцевих зарядних порожнин і вертикальних вибухових свердловин у статично напружених породах; 3) розробити технологію вибухових робіт для розширення підняттєвого до проектного перерізу ствола за допомогою торцевих зарядних порожнин, яка забезпечує задовільне оконтурювання стволів і раціональне використання зарядних порожнин та енергії вибуху;При розширенні підняттєвих вертикальними вибуховими свердловинами якість оконтурювання стволів дуже низька - мають місце значні перебори та недобори породи, порушенність законтурного масиву тріщинами. В тих випадках, коли до якості оконтурювання висуваються підвищені вимоги, фірма Алімак проводе розширення підняттєвого торцевими зарядами з залишанням приконтурної берми, яку відбивають оконтурювальними шпурами в період зведення постійного кріплення ствола. Проведені дослідження свідчать, що радіальні напруження в середній зоні дії вибуху залишаються стискуючими і в негативній фазі хвилі, а після припинення коливальних рухів частинок масиву в останньому діють значні по величині квазістатичні стискуючі радіальні і розтягуючі тангенціальні напруження. На ділянках масиву, що прилягають до зарядної порожнини з обох її сторін на лінії розташування зарядів, радіальні розтягуючі напруження відбитої хвилі посилюють дію розтягуючих тангенціальних напружень прямої хвилі, що сприяє зародженню та розвитку тріщин уздовж поверхні майбутньої воронки вибуху. В розділі теоретично досліджується також вплив попереднього наведення радіальних тріщин навколо зарядних порожнин на ефективність вибуху зарядів.В результаті виконаних досліджень отримане нове рішення актуальної наукової задачі, яка полягає в установленні уточнених закономірностей змінювання радіальних і тангенціальних напружень в часі і з відстанню за фронтом вибухових хвиль центральної та осьової симетрії та визначення впливу попереднього наведення тріщин навколо зарядних порожнин на інтенсивність вибухового навантаження масиву, що покладено в основу розробки ефективних методів відбійки порід при поглиблення стволів з розширенням передового підняттєвого знизу вверх. На основі критичного аналізу літературних джерел, що присвячені досвіду поглиблення вертикальних стволів і дослідженням в галузі удосконалення технологій поглиблення, встановлено, що технології поглиблення стволів з розширенням передового підняттєвого знизу вверх за допомогою торцевих зарядних порожнин і вертикальних вибухових свердловин є високоефективними, забезпечують досягнення високого рівня механізації поглиблювальних робіт та безпеки прохідників, мають великий потенціал в їх удосконаленні. Аналітично одержані формули для розрахунку напружень за фронтом вибухових хвиль на основі даних реєстрування їх кінематичних параметрів, які враховують симетрію хвиль і фактичну інтенсивність згасання амплітуд їх параметрів з відстанню, що дозволяє з більшою точністю розраховувати головні напруження. Встановлено, що в середній зоні дії вибуху радіальні напруження протягом всієї дії вибуху в масиві є стискуючими. Встановлено, що попереднє наведення радіальних тріщин навколо зарядних порожнин забезпечує посилення дії вибуху зарядів на масив і значне збільшення величини ЛНО, є ефективним методом управління енергією вибуху.

Основний зміст роботи