Введение к работе
Актуальность работы. Буровзрывные работы являются важнейшей составной частью процесса добычи полезных ископаемых. От качества дробления горной массы зависит эффективность работы всего горного предприятия.
Несмотря на широкий ряд эффективных способов дробления горных пород взрывом, до сих пор не всегда удается обеспечить требуемое качество дробления горной массы на подземных рудниках. Это объясняется тем, что при выборе параметров буровзрывных работ, не достаточно полно учитывают физико-механические свойства разрушаемых горных пород. При этом известно, что в пределах одного месторождения довольно трудно найти даже в близких по составу породах, два участка с одинаковыми физико-механическими свойствами.
В настоящее время методы расчета параметров БВР базируются на определении удельного расхода. Как правило, удельные расходы взрывчатых веществ принимаются по данным практики с последующим уточнением для каждого конкретного участка. С этой целью на основе анализа результатов промышленных взрывов на предприятии составляется классификация участков горных пород по взрываемое, с рекомендациями по величине удельного расхода взрывчатого вещества. Обычно этот процесс занимает длительное время и не всегда позволяет оперативно корректировать параметры БВР при переходе отработки от одной камеры к другой.
Проблеме разрушения горных пород взрывом посвящены
работы Адушкина В.В., Боровикова В.А., Викторова С.Д.,
Жарикова И.Ф., КрысинаР.С, Крюкова Г.М., Кутузова Б.Н.,
Мельникова Н.В., Менжулина М.Г., Родионова Н.Ф.,
Шемякина Е.И., и др. Труды этих ученых внесли значительный вклад в теорию и практику взрывных работ при разработке месторождений полезных ископаемых.
Несмотря на большой объем и достигнутые успехи в этом направлении, до настоящего времени нет научно-обоснованного подхода к оперативному определению параметров буровзрывных
г--.
работ на заданный гранулометрический состав с учетом физико-механических свойств отрабатываемого участка горного массива.
Поэтому разработка методов оценки и учета особенностей физико-механических характеристик разрушаемых горных пород на стадии проектирования параметров буровзрывных работ является актуальной научной и практической задачей.
Цель работы. Повышение эффективности буровзрывных работ при дроблении руды скважинными зарядами на основе учета физико-механических свойств отбиваемого массива. Основные задачи работы:
Исследование сейсмоакустических параметров горных пород как функции их физико-механических свойств.
Определение характеристик волны напряжений в зоне разрушения при взрыве заряда ВВ в зависимости от физико-механических свойств горных пород.
Определение затрат энергии взрыва на разрушение для различных типов пород Малеевского рудника.
Разработка методики прогнозирования качества взрывной подготовки горной массы с учетом физико-технических параметров массива, как функции параметров буровзрывных работ.
Идея работы. Оптимизация параметров БВР на заданную степень дробления руды должна производиться на основе оценки физико-механических (акустических) свойств отбиваемого горного массива по измеренным ускорениям волны напряжений и скорости смещения в сейсмовзрывной волне. Научная новизна:
Установлены закономерности влияния физико-механических свойств руд и пород на энергоемкость разрушения горных пород при производстве взрывных работ;
Получены зависимости изменения коэффициента затухания волны напряжений и сейсмовзрывной волны от энергетических свойств ВВ.
Защищаемые научные положения:
1. Параметры волны напряжений в зоне регулируемого дробления учитывают влияние физико-механических свойств горных пород на процесс их разрушения и позволяют
классифицировать массив горных пород по различным категориям разрушения;
Определение коэффициента затухания сейсмовзрывной волны позволяет однозначно отнести разрушаемый блок массива горных пород к определенной категории разрушения в зоне регулируемого дробления;
Параметры БВР, обеспечивающие заданный гранулометрический состав взорванной горной массы, должны рассчитываться с учетом корректировки удельного расхода на основе измерения коэффициента затухания скорости сейсмовзрывной волны для соответствующей категории разрушения горных пород в зоне регулируемого дробления.
Методы исследований. Выполнен обзор и анализ трудов отечественных и зарубежных ученых в области теории взрыва. При решении поставленных задач использовались методы физического и математического моделирования, кинетической теории прочности, физики и механики распространения сейсмовзрывных волн. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: большим объемом проанализированной и обобщенной исходной информации о влиянии физико-механических свойств массива на качество дробления скважинными зарядами; сходимостью в пределах погрешности измерений прогнозируемого и фактического качества дробления при рассчитанных параметрах БВР с учетом физико-технических характеристик массива. Практическая значимость работы:
Разработана классификация горных пород по разрушению в зоне регулируемого дробления для Малеевского месторождения;
Рассчитаны параметры буровзрывных работ и разработаны технологии их проведения, обеспечивающие заданные параметры дробления руды для каждой категории руд Малеевского месторождения.
Личный вклад автора. Постановка и проведение промышленных экспериментов, сбор и анализ результатов, разработка методики повышения качества дробления руды скважинными зарядами с учетом физико-тенических параметров горного массива.
Реализация результатов работы. Разработанная методика расчета параметров БВР на заданный гранулометрический состав с учетом физико-механических свойств горных пород внедрена на Малеевском руднике ОАО«Казцинк». Научные и практические результаты диссертации используются в учебном процессе при чтении курсов лекций по дисциплинам: "Технология и безопасность взрывных работ", "Теория детонации ВВ", "Промышленные взрывчатые вещества".
Апробация работы. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на симпозиуме «Неделя горняка-2006» 2006г. (МГТУ, г.Москва). В целом работа докладывалась на научно-техническом совете Малеевского рудника ОАО «Казцинк» 2007г., на ежегодных научных конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» 2006-2007г.г. (СПГГИ (ТУ), г.Санкт-Петербург), заседаниях кафедры Безопасность производств и разрушение горных пород и НТС СПГГИ (ТУ).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка, изложенных на 145 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка, 10 таблиц и список литературы из 152 наименований.
