Введение к работе
Актуальность темы. Значительная часть минерального сырья, добываемого открытым способом, представлена скальными породами и экскавируется только после предварительного взрьшного дробления. Взрьшная отбойка горных пород является весьма ответственной и дорогостоящей операцией, от которой зависит эффективность всех последующих процессов горных работ и обогащения. Скальные массивы горных пород весьма изменчивы по структуре и прочностным свойствам, поэтому расход бурения и взрывчатых веществ на отбойку 1м3 породы может меняться в широких пределах. Дополнительные сложности вызывает изменение структурных и прочностных свойств горных пород под воздействием горных работ.
Проектирование буровзрывных работ осуществляется на основе районирования месторождения по категориям взрываемости. Данные районирования подтверждаются опытными взрывами. При большой изменчивости массивов процесс районирования является дорогостоящим мероприятием, а данные районирования ненадежны из-за проблем интерполяции результатов опытных взрывов на глубину месторождения. Работы по районированию месторождений проводят циклично с периодичностью 1.5-2 года. Современные возможности вычислительной техники открывают новые подходы к проектированию буровзрывных работ на основе построения саморазвивающихся систем, но при этом нужны новые методики и критерии оценки условий и результатов производства буровзрывных работ. Поэтому создание системы проектирования массовых взрывов с элементами саморазвития является весьма актуальной задачей.
Цель работы. Создание и научное обоснование методик и критериев оценки условий, параметров и результатов производства буровзрывных работ для системы проектирования массовых взрывов с элементами саморазвития.
Идея диссертации состоит в постоянном саморазвитии информационной системы, обеспечивающей проектирование БВР через анализ условий, параметров и результатов буровзрывных работ. При этом анализируется:
Обеспечение взрывного воздействия на массив в строго планируемых контурах отбойки.
Соблюдение технологических требований последующих процессов горных работ и переработки.
3. Обеспечение минимального воздействия на охраняемые объекты.
Основные положения, защищаемые автором
В процессе районирования характеристику массивов горных пород, включая трещиноватость и состояние трещин, следует определять на основании установленных зависимостей с использованием специального показателя - коэффициента изменения вместимости скважин.
В процессе районирования карьерного поля по взрываемости следует выделять с помощью установленного критерия (граничного значения коэффициента вместимости скважин) зоны нерегулируемого взрьшного дробления, в которых оптимизация параметров БВР производится через оценку эффективности локализации взрьшного дробления пределами проектных контуров отбойки.
Проектирование положения взрывных скважин на блоках следует производить с учетом искусственной трещиноватости массивов на основе установленных закономерностей локализации искусственного трещинообразования в массиве горных пород при ведении БВР на вышележащем и смежном блоках.
Новизна положения, защищаемого автором, подтверждается патентом РФ на изобретение.
Методы исследования
В работе использован комплексный метод исследований, включающий анализ и научное обобщение теории и практики проектирования буровзрывных работ, методы тео-
рий проектирования, аналитические, графические методы расчетов, методы горногеометрического анализа с привлечением математического аппарата и современных возможностей ПЭВМ, современных СУБД и языков программирования высокого уровня, промышленный эксперимент, технико-экономический анализ производственных процессов, а также методы математической статистики при обработке получаемых результатов. Научная новизна работы
Для массивов горных пород с различным состоянием трещин установлены зависимости коэффициента вместимости скважин от трещиноватости и разработан метод корректировки районирования массивов пород в процессе механического заряжания скважин.
Установлены закономерности локализации зон нерегулируемого взрывного дробления, предложен и научно обоснован новый критерий диагностики массивов горных пород - граничное значение коэффициента вместимости скважин, учитывающий на основе установленных зависимостей комплексную характеристику массивов, включающую трещиноватость и состояние трещин.
На основе полученных закономерностей локализации искусственного трещино-образования в массиве горных пород при ведении БВР, установлен критерий для определения места проектирования положения скважин на блоке.
Обоснованность и достоверность научных положений обеспечивается необходимым и достаточным количеством экспериментальных исследований, корректным теоретическим обобщением их результатов с использованием современных возможностей ПЭВМ, СУБД, языков программирования высокого уровня, высокой сходимостью научных рекомендаций, полученных по разработанным методикам с результатами промышленных экспериментов и внедрением рекомендаций в практику проектирования БВР.
Практическая значимость работы
Разработанный метод пошаговой корректировки параметров буровзрывных работ используется в составе САПР БВР.
Личный вклад автора состоит в постановке задач, их решении и анализе полученных результатов; в обосновании методических основ выбора и совершенствования технологических решений проектирования буровзрьшньгх работ на карьерах (для меняющихся горно-геологических и геолого-технологических условий); в выявлении зависимостей, формирующих рассматриваемую проблему.
Апробация диссертации
Основные положения и результаты работы докладывались на международных конференциях:
Региональная научно-практическая конференция «Информатизация общества и образования» (Нальчик - Эльбрус, 2003 г).
Международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии» (Украина г.Судак, 2005 г.).
Международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии» (Украина г.Судак, 2006 г.).
XVIII Международная студенческая школа-семинар «Новые информационные технологии» (Украина г.Судак, 2010 г.).
Всероссийская научно-практическая конференция «Новые технологии в науке о Земле и горном деле» (Нальчик, 2011 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 научных работах, в том числе 3 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, в 2 статьях, 7 сборниках материалов научных конференций, а также отражены в 2 охранных документах (патентах РФ).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 193 страницах машинописного текста, состоит из 4 глав, введения, заключения и 5 приложений. Список литературы составляет 111 источников.
