Розробка способів вибухового руйнування інтрузивних порід на основі прогнозування їх властивостей та урахування особливостей структури - Автореферат

Розробка способів вибухового руйнування інтрузивних порід на основі прогнозування їх властивостей та урахування особливостей структуриТому створення нових способів оцінки і прогнозування властивостей інтрузивних порід з метою встановлення їхньої придатності для окремого видобутку блокового каменю і щебеню, а також розробка і випробування способів вибухового руйнування інтрузивних порід на карєрах на основі прогнозування їх властивостей та урахування особливостей структури є актуальною науковою задачею, яка має важливе значення для гірничовидобувної галузі і потребує свого вирішення. Полякова НАН України по вивченню механізму руйнування складних полімінеральних середовищ за допомогою енергії вибуху - «Управління параметрами вибухового навантаження з урахуванням особливостей масиву гірських порід, технологічної і екологічної безпеки вибухових робіт» (номер держреєстрації 0100U001476), яка виконувалася у відповідності з постановою Бюро Відділення механіки НАН України (протокол №1, § 2, п. Ідея роботи полягає у використанні причинно-наслідкового звязку між механізмом утворення орієнтованої структури інтрузивних порід та їх властивостями, які визначають характер вибухового руйнування. Для досягнення поставленої мети сформульовані і розвязані наступні задачі: 1) розроблено методику досліджень взаємозвязку мікро-і макроструктури інтрузивних порід і встановлено характер їхнього впливу при руйнуванні; 2) уточнено модель механізму створення орієнтованих структур інтрузивних порід і поверхонь ослаблення внутрішніх звязків; 3) розроблено рекомендації щодо розвитку гірничих робіт на карєрах по видобутку блочного каменю і щебеню, які враховують вплив орієнтованої структури породи на характер її руйнування. На процес формування орієнтованих структур інтрузивних порід, що кристалізуються, і зародження в них поверхонь найбільшого ослаблення внутрішніх звязків (мікро-і макротріщин) впливають: низька вязкість гранітного розплаву, що обумовлює високу рухомість магматичного матеріалу, дія кориолісової сили, яка викликає плоско-паралельний зсув та інверсійний a«b перехід кварцу, що веде до появи в кварцових зернах односпрямованих мікротріщин на фоні диференційного горизонтального тиску.Аналіз наявних літературних джерел щодо способів прогнозування й урахування властивостей інтрузивних порід на основі даних мікроструктурного аналізу показує, що відомі способи прогнозування й урахування цих факторів при вибуховому руйнуванні засновано на взаємозвязку між мікро-і макроструктурою порід і їхніми властивостями. При цьому було застосовано принципово новий метод хімтравлення, мікроструктурний аналіз, люмінесцентна дефектоскопія, статистичний аналіз просторового розподілу векторних величин, які дозволили визначити: а) просторове положення, розподіл і взаємозвязок різних елементів будови породи, тобто лінійне орієнтування породоутворюючих мінералів, координати мікро-і макротріщин, а також інших поверхонь ослаблення внутрішніх звязків б) вплив особливостей внутрішньої будови інтрузивних порід на їхні властивості (лабораторні методи визначення меж міцності орієнтованих зразків породи, апаратурні виміри швидкостей поширення в них пружних хвиль, лабораторні та полігонні дослідження руйнуючої дії вибухових і механічних навантажень у тріщинуватому і монолітному масивах). Застосування принципово нових способів вивчення структури магматичних порід дозволило в зовнішньо безструктурних роп-ручійських габро-діабазах, що використовуються як сировина для виробництва відповідальних деталей у прецизійному машинобудуванні, встановити орієнтування по будові і напрямок найбільшого ослаблення внутрішніх звязків (мікротріщин у зернах плагіоклазу), а також взаємозвязок мікроструктури і фізико-механічних властивостей середовища. Прогнозна оцінка особливостей орієнтованої структури і характеру анізотропії фізико-механічних властивостей дала підставу для висновку про те, що блоки заготівлі будуть мати максимальну міцність у напрямку, перпендикулярному простяганню системи мікротріщин (площина R), а максимальну жорсткість - у напрямку, рівнобіжному цим площинам. При вивченні особливостей будови гранітних масивів установлена невідома раніше закономірність просторового розподілу в гранітах кварцових зерен і дефектів їхньої будови, яка полягає в тому, що в кварцових зернах дефекти будови (площини газово-рідких включень або «заліковані» мікротріщини) утворюють із напрямком горизонтальної проекції вектора лінійності кварцових агрегатів постійний кут, середнє значення якого дорівнює 35±5°.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій здійснено вирішення актуальної наукової задачі, яка має важливе народногосподарське значення і полягає в розробці нових способів вибухового руйнування інтрузивних порід на основі прогнозування їхніх властивостей та урахування особливостей структури.

Основний зміст роботи