Введение к работе
Актуальность работы. С помощью буровзрывных работ добывается до 70 объема полезных ископаемых, проводятся около 98% выработок на горнорудных предприятиях и более 50 на угольных. От скорости проведения тррных выработок зависит ритмичность работы рудников, своевременная подготовка новых горизонтов и сроки реконструкции предприятия. Буровзрывные работы определяют эффективность операций проходческого цикла и влияют на технико-экономические показатели горнодобывающих предприятий. Одной из главных причин низкой эффективности проведения выработок является неполное использование энергии взрывчатых веществ (ВВ) в цилиндрических шпуровых зарядах, в которых коэффициент полезного действия энергии не превышает 36%. С учетом значительного объема проходческих работ разработка способов повышения эффективности шпуровых зарядов приобретает особую актуальность.
Цель работы. Совершенствование технологии проведения горных выработок за счет повышения эффективности использования энергии взрыва шпуровых зарядов.
Основная идея работы. Исследование и разработка способов н устройств для создания кумулятивной выемки вдоль заряда при ттнетшо-заряжанни шпуров для последующего использования эффекта продольной кумуляции.
Методика исследований. Применен комплексный метод исследований, включающий обобщение и анализ ранее выполненных работ, теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и троизводственных условиях, разработку устройств и способов создания гарядов новой формы. Обработка и анализ экспериментальных данных троизведены методами математической статистики с использованием ЭВМ.
Научные положения, выносимые на защиту, полученные лично юискателем:
-
Получены качественные характеристики распределения пото-;а энергии взрыва плоских, различных по форме поперечного сечения моделей шпуровых зарядов и определена оптимальная конфигурация :умулятивной выемки полукруглой формы, описанной радиусом, рав-:ьш радиусу шпура.
-
Установлена картина действия ударной волны и продуктов .етонэции зз фокусом кумуляции в направлении свободной поверх-
ности, представленная полостью выброса с вершиной в фокусе куму ляции. ограниченной поверхностями, перпендикулярными касатсльпы! к кумулятивной выемке но линиям ее контакта со стоїками шпура.
-
Разработан способ "гладкого" оконтуривания горной выра ботки шпуровыми зарядами с продольной кумулятивной выемкой включающий бурение полного комплекта шпуров, их нневматнческо заряжание гранулированным ВВ с одновременным формирование» продольной кумулятивной выемки с определенной ее ориентацией оконтуривающих шпурах с помощью разработанного устройства і разновременное взрывание заряженных шпуров.
-
Получены зависимости скорости смещения горного массив от направления фокуса кумуляции взрываемых зарядов с продольно) кумулятивной выемкой, а также для сплошных цилиндрически: зарядов, в функции от расстояния до них, описываемые гиперболой.
Обоснованность и достоверность научных положений, ньшодої и результатов подтверждается использованием совокупности общепрн нйтых методов исследований, удовлетворительной (не менее 85%) схо дпмостью результатов расчетов и измерений, реализацией в промыш ленных масштабах.
Научная новизна работы:
-
Качественные характеристики распределения потока энерпп взрыва, различных по форме поперечного сечения шпуровых зарядов получены путем взрывания плоских зарядов разной конфигурации н; поверхности пластичного материала.
-
Картина действия ударной волны и продуктов детонации з< фокусом кумуляции установлена для продольной кумулятивной вьіемкі полукруглой формы с фокусом кумуляции на образующей стенкі шпура.
-
Разработанный способ "гладкого" оконтуривания вьіработкі шпуровыми зарядами с продольной кумулятивной выемкой отличаете: тем. что одна из поверхностей, образующих полость выброса пр» взрыве, направлена но проектному контуру выработки, а взрыванш оконтуривающих шнуров осуществляют последовательно в направленні второй поверхности.
-
Зависимости скорости смещения горного массива от взрыв; шнуровых зарядов, в функции от расстояния до них, установлены ivk цфядов с продольной кумулятивной выемкой в направлении фокус; кумуляции и диаметрально ему противоположном, а также для силош иых цилиндрических зарядов.
Новизна научных положений подтверждена тремя авторскими вндетельствами СССР: №№ 746ill, 883420, 142878.
Значение работы. Научное значение работы:
-
Установленная оптимальная конфигурация кумулятивной вы-мки, обеспечивающая максимальную концентрацию энергии взрыва ак-явной части заряда на образующей стенке шпура позволила разрабо-ать способ и устройство для формирования ее вдоль шпура.
-
Устаноашенная картина действия ударной полны и продуктов етонации за фокусом кумуляции позволила разработать способ окон-уривания горной выработки зарядами с продольной кумулятивной вы-чкой.
-
Разработанная технология охонгуривання выработки шпуро-ыми зарядами с продольной кумулятивной выемкой, обеспечивающая іадкий контур проходимой выработки, позволила снизить действие иергин взрыва на законтурный массив, увеличить устойчивость и срок нужбы выработки и улучшить другие ТЭП проходки.
-
Установленные зависимости скоростей смещения горного мас-ива и сжимающих напряжений от действия продольных кумулятивных урядов в направлении фокуса кумуляции позволили разработать новую гхнологию взрывания, обеспечивающую увеличение коэффициента ис-ользования шпура (к.и.ш.), компактный навал, равномерное дробление зрной массы и гладкий контур проходимой выработки.
Практическое значение. Устройство для формирования лро-ольной кумулятивной выемки в шпуровых зарядах (УФПЗ) допущено постоянному применению Госгортехнадзором СССР (письмо от 9.05.81 г. N05-27/215), изготовляется серийно и внедрено на ряде гор-одобывающих предприятий. Технология оконтурнвания выработок с спользованием УФПЗ учтена в "Типовых отраслевых паспортах БВР ри проведении выработок на рудниках МЦМ СССР" (Москва, 1987 г.). азработана технология буровзрывных работ (БВР) (паспорта БВР) с липовыми и прямыми врубами при применении зарядов с продольной умулятивной выемкой.
Реализация работы. Технологии формирования компактного авала горкой массы и оконтурнвания горных выработок при их роведении с использованием УФПЗ внедрены на рудниках 'оряльского ГМК, Садонского СЦК, Лснинабадского ГХК, Дукатского ОКа, Хрустальненского ГОКа и управления "Кавдоломнт". 'Обший
4
экономический эффект от внедрения составил 694,3? тыс.руб. в цена?
до 1991г. . : -.
Апробация работы. Основные положения работы и результата исследований докладывались в СКГТУ (СКГМИ) (г.Владикавказ, 1975-1995гг.), НТС Садонского СЦК (пос. Мизур, 1977-1984гг.), на X конференции молодых ученых в ИПКОН АН СССР (г. Москва, 1981г.), научно-технической конференции "Проблемы развития ТВМК' (г.Тырныауз, 1984г.), VIII Всесоюзной конференции по механике горных пород (г.Тбилиси, 1985г.), НТС института ВНИИЦветмет (г.Усть-Каменогорск, 1984-1986гг.), НТС института Кавказгипроцветмеї (г.Владикавказ, 1990г.), НТС Норильского ГМК (г.Норильск, 1984г.).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе 3 авторских свидетельствах на изобретения.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 116 наименований, содержит 200 стр. машинописного текста, 13 таблиц, 36 рисунков и 4 приложения на 106 страницах.
