Введение к работе
Актуальность проблемы. Для повышения эффективности добычи сульфидных руд, отработка которых осложняется опасностью возникновения взрывов сульфидной пыли весьма важным является разработка методов борьбы с ними. Взрывы сульфидной пыли, имеющие место в настоящее время на ряде колчеданных, антимонитовых и полиметаллических рудниках, в значительной мере повышают опасность производства, ухудшают санитарно-гигиенические условия и снижают производительность труда, а также выбросы ядовитых газов, образующихся при взрыве сульфидных аэровзвесей, наносят значительный экологический ущерб окружающей среде.
Исследования в области взрывов сульфидной пыли до недавнего времени носили ограниченный характер и сводились, в основном, к изучению ее аэровзвесей. Все существующие способы борьбы со взрывами пыли основаны на подавлении уже образованной пылевоздушной смеси, в то время, как методам предотвращения образования взрывоопасных концентраций сульфидной пыли не уделялось должного вникания.
Отсутствие научно обоснованного метода оценки параметров образующихся взрывоопасных концентраций сульфидной пыли и ее взрывчатости при взрывном разрушении затрудняло создание эффективных способов борьбы со взрывами пыли. Поэтому разработка способов борьбы со взрывами сульфидной пыли, основанных на предотвращении образования взрывоопасных концентраций сульфидной пыли на основе исследования механизма пылеобразования при взрывном разрушении является актуальной научной и практической задачей.
Цель работу. Разработать способы предотвращения взрывов сульфидной пыли на основе снижения образования ее взрывоопасной дисперсности в ближней зоне взрыва.
Идея работы: Управление процессом пылеобразования в ближней зоне взрыва целесообразно осуществлять регулированием объемной концентрации энергии ВВ за счет изменения конструкции заряда ВВ.
Общая кетодияа выполнения работы. При ревении поставленных задач использовался комплексный метод, который включает анализ современного состояния способов борьбы со взрывами пылевоздуш-ных смесей, аналитические и экспериментальные исследования, применение математического и численного моделирования, лабораторные и промышленные испытания.
Основные научные положении, выносимые на защиту:
-
Взрывчатость сульфидной пыли определяется температурой воспламенения, давлением взрыва и скоростью нарастания давления взрыва.
-
Увеличение длительности воздействия продуктов взрыва на разрушаемый горный массив за счет предложенной конструкции заряда ВВ приводит к выгоранию сульфидной пили в ближней зоне до начала сдвижения горных пород, что исключает образование в призабойном пространстве аэровзвеси пыли взрывоопасной концентрации .
-
Пыль взрывоопасной дисперсности образуется в ближней зоне взрыва. Параметры пылеобразовата в ближней зоне определяются величиной амплитуды радиальной волны напряжении.
Научная новизна работы. Установлена зависимость среднего размера пылевидной частицы от величины амплитуды радиальной составляющей волны напряжения и разработан на ее основе метод оценки параметров пылеобразования при взрывном разрушении.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:
значительным объемом экспериментальных и натурных испытаний, выполненных на модельных материалах и в горных породах;
корректностью постановок задач и использования при их решении методов математического моделирования;
сравнением результатов расчетов по разработанным программам с экспериментальными данными;
достаточной сходимостью расчетов с результатами лабораторных и промышленных экспериментов и результатами работ других исследователей.
Практическая ценность работы заключается в
разработке научно-обоснованного метода оценки взрывчатости сульфидных руд; разработке рекомендаций по созданию конструкций зарядов, обеспечивающих снижение образование пыли взрывоопасносной дисперсности; разработке способов по борьбе со взрывами сульфидной пыли основанном на применении запирающего газодинамического устройства и разуплотнения заряда ВВ.
разработке методик инженерных расчетов и пакета программ для определения параметров взрывной волны напряжения в горной породе, максимального радиуса зарядной полости и величины зоны
- 5 -смятия и параметров образования пыпи в ближней зоне при использовании шпуровых и скважинных зарядов различных конструкций;
Ааробация работы. Основные положения работы докладывались на :
- Международном симпозиуме по проблемам прикладной гео
логии, горной науки и производства. Санкт-Петербург, апрель
1993 г.;
третьем Международном симпозиуме "Горное дело в Арктике". Санкт-Петербург, октябрь 1994 г.;
научных семинарах кафедры разработки месторождений открытым способом и разрушения горных пород Санкт-Петербургского горного института.
Публтацт. По теме диссертационной работы опубликовано 5 научных работ.
Обг>ем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов и заключения, изложенных на 170 страницах машинописного текста, содераит 31 рисунок, 10 таблиц, 4 приложения, список литературы из 163 наименований.
Диссертационная работа выполнена в течение 1991-1995 гг. и входит в комплекс исследований, проводимых на кафедре РМОС и РГП Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г.В.Плеханова под руководством доцента, кандидата технических наук Парамонова Г.П.
Автор выражает благодарность проф. М.Г.Менжулину, доц. Г.П.Парамонову, доц. В.А.Михайлову, проф. Г.А.Холоднякову, проф- В.А.Боровикову, доц. В.А.Артемову, инж. Ю.А.Миронову, С.А.Артемовой, Ю.А.Чесновскому и другим сотрудникам кафедры РМОС и РГП за помощь в работе над диссертацией.
Особо признателен Н.В.Рухлиной за помочь в создании компьютерных программ.