ГИПОТЕЗЫ ДРОБЛЕНИЯ МАССИВА ВЗРЫВОМ КОЛОНКОВОГО ЗАРЯДА

Андриевский А.П.¹, Зуев А.Е.²

¹Доктор технических наук, ²Аспирант, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХХТ СО РАН).

ГИПОТЕЗЫ ДРОБЛЕНИЯ МАССИВА ВЗРЫВОМ КОЛОНКОВОГО ЗАРЯДА

Аннотация

В статье предлагается новый подход к процессу дробления монолитного горного массива взрывом удлиненного заряда с учетом различных горно-геологических и горнотехнических условий. Модель учитывает динамическое действие взрыва на окружающий массив, его прочностные характеристики, качество применяемого взрывчатого вещества, продолжительность действия взрывной нагрузки и скорость распространения волн нагружения в массиве.

Ключевые слова: окружающая среда, вредные вещества, колонковый заряд, радиус зоны смятия.

¹Andriyevskiy A.P., Zuyev A.E.²

¹ PhD in Engineering,² Postgraduate student, Federal State Budget Institution of Science “Institute of Chemistry and Chemical Technology”, Russian Academy of Sciences, Siberian Branch (ICCT SB RAS).

HYPOTHESES OF SPLITTING MASSIF EXPLOSION COLUMN CHARGE

Abstract

The paper proposes a new approach to the process of splitting a monolithic rock mass explosion elongated charge based on various geological and mining conditions. The model accounts for the dynamic operation of the explosion on the surrounding array, its strength characteristics, the quality of the explosive used, the duration of the explosive load and loading speed of wave propagation in the array.

Keywords: environment, contaminant, core charge radius of the crumple zones.

На сегодняшний день в горнодобывающей отрасли на буровзрывные работы приходится до 70% от общих затрат на добычу. За один взрыв может быть использовано до 30 и более тонн взрывчатых материалов, что оказывает существенное влияние на окружающую среду, так как с 1кг взрывчатых материалов выделяется около 40 литров газов (вредных веществ). В случае же некачественного дробления массива возникает необходимость в его повторном дроблении, что существенно снижает безопасность этих работ и еще более усугубляет экологическую обстановку.

Исходя из вышеизложенного оптимизация параметров взрывных работ весьма актуальна.

Мосинец [3,4] предлагает рассматривать процесс дробления за счет возникновения отраженных волн и возникающих в связи с эти напряжений разрыва. Однако, установлено, что распространение трещин в процессе разрушения идет от заряда, а не наоборот.

Миндели [2] считает, что процесс разрушения горного массива взрыва связан с прохождением в нем ударных волн. Однако, установлено, что ударная волна распространяется, как правило, на ограниченном расстоянии и проходит в пределах образующейся при взрыве зоны смятия. Другим заблуждением при рассмотрении процесса дробления является представление, что нагружение массива происходит мгновенно. Однако, установлено, что на процесс разрушения оказывает влияние время действия взрывной нагрузки и скорость распространения продольных волн в массиве [1]. Тогда с учетом времени действия взрывной нагрузки (которая зависит от скорости детонации применяемого ВВ, длины заряда и места его инициирования), а так же скорости распространения продольных волн за которой массив из «спокойного» состояния переходит в напряженное можно представить следующим образом:

Рис. 1 Схема перехода массива в напряженное состояние

А динамическая модель разрушения массива вдоль заряда в виде (рис.2):

Рис. 2 Модель разрушения массива вдоль заряда

Исходя из вышеизложенного, можно представить следующие модели разрушения массива:

1. за счет изгибающего момента в массиве в виде «балки» с двумя защемленными концами (длиной l рис. 3)
2. за счет среза вдоль заряда на участках (длиной l рис. 3)

Согласно первой модели «разрушение балки с двумя защемленными концами» (с определенными допущениями можно принять балку в виде трапеции).

Рис.3 Схема балки с двумя защемленными концами

Ранее было установлено, что радиус взрывной воронки необходимо рассчитывать по предельному напряжению на срез. Однако разрушение массива внутри воронки может происходить за счет возникающих напряжений на разрыв.

С учетом размеров образующейся зоны смятия (за которой происходит дробление) получим:

Таким образом, предполагаются модели по прогнозированию дробления массива при взрывном его нагружении цилиндрическим зарядом для различных горно-геологических и горнотехнических условий производства взрывных работ.

Литература

1. Андриевский А.П. «Новые теория и технологии взрывных работ на горнорудных предприятиях» LAP LAMBERT Academic Publishing is a trademark of: AV Akademikerverlag GmbH & Co. KG, Germany, ISBN: 978-3-659-36033-6, 2013 – 270с.
2. Миндели Э.О. «Разрушение горных пород» М. «Недра» 1974 – 600с.
3. Мосинец В.Н. Абрамов А.В. Разрушение трещиноватых и нарушенных горных пород. М., Недра, 1982, 248с.
4. Мосинец В.Н., Пашков А.Д. Разрушение горных пород. М. Недра 1975 – 216с.
5. Покровский Г.И. Взрыв. М. Недра. 1980 – 190с.

References

1. Andrievskij A.P. «Novye teorija i tehnologii vzryvnyh rabot na gornorudnyh predprijatijah» LAP LAMBERT Academic Publishing is a trademark of: AV Akademikerverlag GmbH & Co. KG, Germany, ISBN: 978-3-659-36033-6, 2013 – 270s.
2. Mindeli Je.O. «Razrushenie gornyh porod» M. «Nedra» 1974 – 600s.
3. Mosinec V.N. Abramov A.V. Razrushenie treshhinovatyh i narushennyh gornyh porod. M., Nedra, 1982, 248s.
4. Mosinec V.N., Pashkov A.D. Razrushenie gornyh porod. M. Nedra 1975 – 216s.
5. Pokrovskij G.I. Vzryv. M. Nedra. 1980 – 190s.