FORECASTING OF PARAMETERS OF A ROCK MASS COLLAPSE WHEN BLASTING WORK

Парамонов Г.П.¹, Лисевич В.В.²

¹ Доктор технических наук, ² Аспирант, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАЗВАЛА ГОРНОЙ МАССЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ

Аннотация

В статье предложена система автоматизированного прогнозирования развала взорванной горной массы «РазвалПлюс» при производстве взрывных работ. Представлены результаты натурных испытаний для условий месторождения гранито-гнейсов «Пруды-Моховое-Яскинское», которые показывают удовлетворительную сходимость с расчетными значениями.

Ключевые слова: взрывные работы, автоматизированное проектирование, развал взорванной горной массы, взрыв.

 

Paramonov G.P.¹, Lisevich V.V.²

¹ PhD in Engineering, ² Postgraduate Student, National Mineral Resources University (University of Mines)

FORECASTING OF PARAMETERS OF A ROCK MASS COLLAPSE WHEN BLASTING WORK

Abstract

In the article the automated system of forecasting of the blasted rock mass collapse "RazvalPlyus" in the production of blasting. The results of field tests to field conditions granite-gneiss «Prudy-Mohovoe-Yaskinskoe» that show satisfactory agreement with the calculated values.

Keywords: blasting work, computer-Aided design, the collapse of the blasted rock mass, explosion.

В настоящее время невозможно себе представить горную промышленность без применения буровзрывных работ.

Взрывные работы, являются основным средством отделения горной породы от массива и дробления горной массы при добыче полезного ископаемого. Следует отметить, что формирование развала отбитой горной породы взрывом влияет на последующие технологические операции горного производства, а следовательно на себестоимость и безопасность горных работ.

Процесс образования развала отбитой горной массы взрывом напрямую связан с процессами дробления и отбойкой горной породы.

Этому направлению посвящено достаточно большой объем исследований, однако проанализировав результаты научных работ различных авторов можно увидеть, что к настоящему моменту времени нет единого общепризнанного представления о физическом процессе формирования развала горной массы при взрывании скважинных зарядов на карьерах строительных материалов.

Предпринимавшиеся попытки теоретического решения этой задачи в увязке со сложной проблемой дробления горных пород взрывом не привели к разработке пригодных для практики расчетных методов прогнозирования параметров развала.

Невозможность игнорирования существующей проблематики, указанной выше, явилось причиной необходимости создания программного обеспечения для прогнозирования формирования развала взорванной горной массы «РазвалПлюс».

Основой для программного комплекса легка среда быстрой разработки приложения RADStudioXE, которая объединяет DelphiXEи С++ BuilderXE в единую интегрированную среду разработки и позволяет создавать native-приложения, работающие на всех четырех популярных платформах: Android, iOS, Windows и OS X. Создание приложений осуществляется с помощью одной и той же базы исходного кода, без потери качества приложений, производительности и доступности корпоративных или облачных ресурсов.

Для апробации разработанной автоматизированной системы прогнозирования развала отбитой горной породы, были проведены натурные эксперименты на месторождениигранито-гнейсов «Пруды-Моховое-Яскинское».

В процессе производства массового взрыва была произведена съемка подготавливаемого блока, а также отбитой горной массы при помощи компактного, импульсного высокоскоростного лазерного сканера геодезического класса точности, с двухосевым компенсатором, расширенным полем зрения, встроенной видеокамерой и лазерным центриромLeicaC10

При помощи данного сканера была сделана съемка интересующего нас участка, с нескольких точек. Съемка с разных углов обзора обеспечивает наибольшую точность, что в высокой степени влияет на качество полученного результата.

Сканирование проводилось на стадии подготовки взрыва, а также после проведения взрывных работ. Таким образом, появилась возможность определить параметры формирования развала отбитой горной массы и сопоставить объем в плотном теле к объему в рыхлом теле, то есть определить коэффициент разрыхления горного массива при определенных параметрах буровзрывных работ.

Облако точек представляет собой точную цифровую копию реального карьера на дату съемки. По облаку точек с использованием САПР возможно определять объем вынутой породы, строить сечения, определять структурные линии. Созданная документация пригодна для решения проблем при ведении открытых горных работ, а также для планирования вскрышных и добычных работ идругих производственных задач.

Для решения дальнейших задач необходимо использование дополнительного программного обеспечения , например Surpac.

Surpac - этонаиболее популярное в мире программное обеспечение для геологоразведки, моделирования и подсчёта запасов, использования и передачи рудничной информации, проектирования горных выработок, добычных работ и природоохранных исследований.SurpacVision дает возможность работать с данными всех известных программных продуктов и объектами, созданными при помощи большинства горнодобывающих и геоинформационных программ.

На рисунке 1 педставлен участок предполагаемых работ. Построенная модель демонстрирует структуру карьерного поля согласно установленному на предприятии проекту производства работ, без учета находящихся на уступах объемах неубранной горной массы.

Рис.1. Контур блока с нанесенными на него скважинами без учета находящейся горной массы на отрабатываемых уступах

Такая модель наглядно демонстрирует участок подготовки горной массы к выемке при производстве взрывных работ. Однако,  для учета всех факторов оказывающих влияние на подготовку бурения и взрывания, необходимо опираться на съемку поверхности карьерного поля накануне предполагаемой даты проведения работ.

На рисунке 2 наглядно показано как изменяется участок, на котором производилась отбойка горной породы. Инженер в любой момент времени может загрузить данные в персональный компьютер и проанализировать результаты проведенной работы, в том числе определить объемы взорванной горной массы.

Рис. 2. Поверхность участка производства работ; коричневый цвет – поверхность до взрыва; синий цвет – поверхность после взрыва.

Однако основными интересующими нас показателями являлись параметры сформированного развала отбитой породы. Для их определения использовалась такая функция как «Построение разреза».

На представленном разрезе (рис. 3) показан основной принцип отображения, но после детального изучения всех показателей были определены параметры формирования развала.

При наложении двух поверхностей «до взрыва» и «после взрыва» появляется возможность отчетливо увидеть как изменилась отрабатываемая поверхность уступа.

Рис. 3.Разрез демонстрирующий развал горной массы.

Для наглядности, на рисунке 3 зеленым цветом представлена отметка горизонта, на который необходимо выйти после производства работ.Определяется данная отметка планом развития горных работ.

Предварительно перед производством взрывных работ месторождении было произведено моделирование взрывных работ на программе «РазвалПлюс». Все параметры соответствовали фактическим значениям.

Результат работы автоматизированной системы прогнозирования развала можно видеть на рисунке 4.

Рис. 4. Контур развала взорванной горной массы построенный при помощи автоматизированной системы «РазвалПлюс»

Затем сопоставляя полученные результаты съемки и расчетов, мы можем наглядно увидеть насколько точно осуществляется прогнозирование развала взорванной горной массы (Таблица 1).

Таблица 1

Таким образом, средний показатель погрешности составляет 0,475 м.

Учитывая очень большое количество факторов влияющих на процесс формирования развала отбитой породы, полученные расчетные значения показали удовлетворяющую сходимость вычислений относительно фактических результатов.

Таким образом, можно сделать следующие выводы:

1. Разработанное программное обеспечение прогнозирования параметров развала взорванной горной массы позволяет оптимизировать производительность буровзрывных работ для различных условий взрывания.
2. Выбор параметров буровзрывных работ, которые обеспечат необходимую форму развала, рекомендуется осуществлять при помощи программного обеспечения «РазвалПлюс»

 

Литература

1. Трансформация структуры горных массивов при взрывных работах на карьерах. /А.В. Гальянов, В.Н. Рождественский, А.Н. Блинов– Екатеринбург, Институт горного дела УрО РАН, 1999, 140с.
2. Ракишев Б.Р. Прогнозирование технологических параметров взорванных пород на карьерах. – Алма-Ата: Наука, 1983.–239 с.
3. Сван ,Т. Секреты 31–разрядного программирования на Delphi. Диалектика. - М., 1996, 510с.
4. Боровиков, В.А. Моделирование действия взрыва при разрушении горных пород / В.А. Боровиков, И.Ф. Ванягин. – М.:Недра,1990, – 231 с.
5. Осипов, Д.Л. Delphi ХЕ2. – СПб.:БХВ-Петербург, 2012. – 912 с.
6. Копылов С.В. Методика расчета параметров развала породы на карьерах. // Неделя горняка 2004.
7. Копылов С.В. Казаков Н.Н. О компьютерной методике расчета параметров развала при отбойке породы на карьерах. Материалы докладов. 2005 г. (г. Кременчуг).

References

1. Transformaciya struktury gornyh massivov pri vzryvnyh rabotah na karerah. /A.V. Galyanov, V.N. Rozhdestvenskiy, A.N. Blinov– Ekaterinburg, Institut gornogo dela UrO RAN, 1999, 140s.
2. Rakishev B.R. Prognozirovanie tehnologicheskih parametrov vzorvannyh porod na karerah. – Alma-Ata: Nauka, 1983.–239 s.
3. Svan ,T. Sekrety 31–razryadnogo programmirovaniya na Delphi. Dialektika. - M., 1996, 510s.
4. Borovikov, V.A. Modelirovanie deystviya vzryva pri razrushenii gornyh porod / V.A. Borovikov, I.F. Vanyagin. – M.:Nedra,1990, – 231 s.
5. Osipov, D.L. Delphi HE2. – SPb.:BHV-Peterburg, 2012. – 912 s.
6. Kopylov S.V. Metodika rascheta parametrov razvala porody na karerah. // Nedelya gornyaka 2004.
7. Kopylov S.V. Kazakov N.N. O kompyuternoy metodike rascheta parametrov razvala pri otboyke porody na karerah. Materialy dokladov. 2005 g. (g. Kremenchug).