Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»

Приведены результаты экспериментальных исследований разрушения моделей кубической формы из гранита месторождения «Сивач» минизарядами в виде квадратной и треугольной призм. С помощью светооптических методов проведен анализ гранулометрического состава мелкодисперсных частичек фракции 0 – 100 микрон,...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Розробка родовищ
Datum:2014
Hauptverfasser: Коновал, С.В., Ищенко, К.С., Кратковский, И.Л., Коновал, В.Н.
Format: Artikel
Sprache:Russisch
Veröffentlicht: УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України 2014
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104572
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода» / С.В. Коновал, К.С. Ищенко, И.Л. Кратковский, В.Н. Коновал // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 393-397. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1860200884680523776
author Коновал, С.В.
Ищенко, К.С.
Кратковский, И.Л.
Коновал, В.Н.
author_facet Коновал, С.В.
Ищенко, К.С.
Кратковский, И.Л.
Коновал, В.Н.
citation_txt Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода» / С.В. Коновал, К.С. Ищенко, И.Л. Кратковский, В.Н. Коновал // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 393-397. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Розробка родовищ
description Приведены результаты экспериментальных исследований разрушения моделей кубической формы из гранита месторождения «Сивач» минизарядами в виде квадратной и треугольной призм. С помощью светооптических методов проведен анализ гранулометрического состава мелкодисперсных частичек фракции 0 – 100 микрон, образующихся на контакте «ВВ-порода». Наведено результати експериментальних досліджень руйнування моделей кубічної форми з граніту родовища «Сівач» мінізарядами у вигляді квадратної та трикутної призм. За допомогою світлооптичних методів проведено аналіз гранулометричного складу дрібнодисперсних частинок фракції 0 – 100 мікрон, що утворюються на контакті «ВР-порода». The experimental results of fracture models of cubic form of boundary from field “Sivach” with help of mini charges in the form of square and triangular prisms are conducted. With help of light-optical methods particle size distribution of fine particles fraction 0-100 microns that forming on contact “explosive-rock” are analyzed.
first_indexed 2025-12-07T18:10:22Z
format Article
fulltext 393 УДК 622.235.5:622.271 © С.В. Коновал, К.С. Ищенко, И.Л. Кратковский, В.Н. Коновал С.В. Коновал, К.С. Ищенко, И.Л. Кратковский, В.Н. Коновал ОСОБЕННОСТИ ВЗРЫВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ПОЛИМИНЕРАЛЬНОЙ СРЕДЫ ЗАРЯДАМИ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ НА КОНТАКТЕ «ВВ-ПОРОДА» Приведены результаты экспериментальных исследований разрушения моделей куби- ческой формы из гранита месторождения «Сивач» минизарядами в виде квадратной и треугольной призм. С помощью светооптических методов проведен анализ грануло- метрического состава мелкодисперсных частичек фракции 0 – 100 микрон, образую- щихся на контакте «ВВ-порода». ОСОБЛИВОСТІ ВИБУХОВОГО РУЙНУВАННЯ ПОЛІМІНЕРАЛЬНОГО СЕРЕДОВИЩА ЗАРЯДАМИ РІЗНОЇ ФОРМИ НА КОНТАКТІ «ВР-ПОРОДА» Наведено результати експериментальних досліджень руйнування моделей кубічної форми з граніту родовища «Сівач» мінізарядами у вигляді квадратної та трикутної призм. За допомогою світлооптичних методів проведено аналіз гранулометричного складу дрібнодисперсних частинок фракції 0 – 100 мікрон, що утворюються на конта- кті «ВР-порода». FEATURES OF EXPLOSIVE DESTRUCTION OF COMPOUND ENVIRONMENT WITH CHARGES OF DIFFERENT FORMS ON CONTACT “EXPLOSIVE-ROCK” The experimental results of fracture models of cubic form of boundary from field “Sivach” with help of mini charges in the form of square and triangular prisms are conducted. With help of light-optical methods particle size distribution of fine particles fraction 0-100 microns that forming on contact “explosive-rock” are analyzed. ВВЕДЕНИЕ Гранулометрический состав горной мас- сы, образующейся при разрушении горных пород при их взрывном дроблении, опреде- ляет, как известно, эффективность работы горнодобывающих предприятий (карьеров, рудников), зависящую в общем случае от диаметра среднего куска и выхода негаба- ритных фракций. Для большинства горных предприятий, ведущих добычу полезных ископаемых открытым способом, задача улучшения качества дробления сводится к уменьшению диаметра среднего куска и снижению выхода негабаритных фракций. При этом данная задача решается в основ- ном путем увеличения удельного расхода и мощности взрывчатого вещества (ВВ), а также за счет использования рациональных расположения и схем коммутации скважин- ных зарядов в анизотропных горных поро- дах (гранитах, диоритах, сиенитах). Не требует особых доказательств тот факт, что замена простейших ВВ с относи- тельно низкой скоростью детонации на бо- лее мощные эмульсионные взрывчатые ве- щества (а это на данное время хорошо про- слеживающаяся тенденция) приводит к то- 394 му, что на карьерах строительных материа- лов, в частности гранитных, в продуктах разрушения наблюдается повышенный вы- ход переизмельченных фракций (0 – 5 мм), в основном за счет диссипативных потерь на контакте «ВВ-порода». Эти фракции, по сути, являются отходами производства. По- этому для карьеров, разрабатывающих ме- сторождения строительных материалов, важнейшей задачей является не только снижение выхода негабаритных фракций, но и существенное уменьшение выхода ме- лочи. И если снижение выхода негабарит- ных фракций и достижение равномерности дробления для сложноструктурных гранит- ных массивов, характеризующихся анизо- тропией физико-механических свойств и наличием двух взаимно-пересекающихся систем макротрещин – раскрытых и плотно- сомкнутых, решается применением вытяну- той сеткой взрывных скважин и схем ком- мутации зарядов с локализацией энергии взрыва в разрушаемом блоке, то задача уменьшения выхода переизмельченных фракций намного сложнее, прежде всего в силу недостаточной изученности характера разрушения на контакте «ВВ-порода». Что касается такой полиминеральной среды как граниты, то по данному вопросу, как пока- зали ранее проведенные исследования [1 – 5], характер разрушения на контакте «ВВ-порода» определяется минеральным составом, плотностью дефектов строения и степенью их ориентированности, а также параметрами ударного импульса, т.е. его амплитудой и длительностью. При этом конфигурация зоны переизмельчения зави- сит от пространственной ориентировки де- фектов строения, а минералогический и гранулометрический состав мельчайших продуктов разрушения существенно зави- сит от минералов с максимальной плотно- стью дефектов строения. В настоящее время для уменьшения выхода переизмельченных фракций на контакте «ВВ-порода» широко использу- ются заряды с кольцевым зазором, кото- рый создается при формировании сква- жинного заряда в полиэтиленовой оболоч- ке меньшего диаметра, чем в скважине. Применение зарядов ВВ в скважинах с кольцевым зазором, по данным работы [6], позволяет уменьшить выход мелочи при взрыве на 3 – 5% за счет демпфирования ударного импульса слоем воздуха или во- ды (в обводненной скважине), находящим- ся между зарядом в полиэтиленовой обо- лочке и поверхностью разрушаемой гор- ной породы. Основными недостатками зарядов с кольцевым зазором является их техниче- ская сложность при формировании по сравнению со сплошными зарядами, не- возможность обеспечить зазор постоянной ширины, за счет зигзагообразного распо- ложения заряженной части рукава в сква- жине и увеличение по этой причине длины рукава, а, следовательно, и массы заряда в нем в среднем на 13%. Цель работы – изучение характера раз- рушения моделей полиминеральной гор- ной породы зарядами ВВ различного попе- речного сечения и оценить эффективность их использования. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Авторами настоящей статьи разработа- ны конструкции зарядов, позволяющие устранить вышеуказанные недостатки за счет использования удлиненных зарядов призматической формы – трехгранных и квадратных. В сечении данные заряды представляют собой равносторонний тре- угольник или квадрат, вписанный в ок- ружность с инертными промежутками (воздушными, водными, рис. 1, а). Конструктивно заряды ВВ формируют- ся в жесткие тонкостенные полые призмы (рис. 1, б). Предположительно эффективность за- рядов такой формы должна достигаться за счет совпадения и надежной фиксации осей симметрии заряда и взрывной сква- жины, минимального контакта ВВ с гор- ной породой (по линии ребер призмы), а также за счет разноградиентного воздейст- 395 вия взрыва на массив, при котором возрас- тает роль растягивающих разрушающих напряжений в процессе распространения ударного импульса и волн напряжений де- тонирующего взрывчатого вещества. а б Рис. 1. Конструкции скважинных зарядов ВВ различ- ной формы: а – сечение заряда; б – внешний вид Проверка эффективности предложен- ных конструкций скважинных зарядов раз- личной формы была проведена на моделях кубической формы с размером ребра 40 мм. Модели были изготовлены из мел- козернистого гранита (месторождение «Сивач», Черкасская обл., Украина). В мо- делях при помощи алмазного сверла фор- мировалась цилиндрическая зарядная по- лость, которую при помощи специального кондуктора располагали строго по центру грани. Глубина зарядной полости во всех моделях составляла 30 мм, диаметр 6 мм. В цилиндрических полостях моделей в жест- ких тонкостенных оболочках формировали минизаряды в виде удлиненных треуголь- ных и квадратных призм. Масса зарядов для всех моделей составляла 150 мг. Всего было взорвано 9 моделей (по три с квад- ратными и треугольными призмами – экс- периментальные и три со сплошными за- рядами – контрольные). Подрыв моделей осуществляли в спе- циальном обрезиненном боксе. После сбо- ра продуктов разрушения и их разделения на фракции с помощью лабораторных сит мельчайшие фракции (0 – 100 мкм), обра- зующиеся на контакте «заряд ВВ-порода», анализировал с помощью светооптических методов. Для этой цели использовался поляриза- ционный микроскоп МП-2, снабженный ин- тегратором ИСА, препаратоводителем ПВ, 20-кратным объективом и 8-кратным от- счетным окуляром. Данная оптическая сис- тема позволяла производить массовые из- мерения продуктов разрушения гранитной модели – частичек фракции 0 – 100 мкм с точностью 1 мкм при увеличении 240×. ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ФРАКЦИЙ ДРОБЛЕНИЯ ГРАНИТНЫХ МОДЕЛЕЙ ЗАРЯДАМИ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ (ФРАКЦИЯ 0 – 100 МКМ) Таблица Квартили, мкм Форма заряда Средний диаметр частичек, dср, мкм Md(Q50) Q75 Q25 Коэффициент равномерности дробления, S0 Коэффици- ент асиммет- рии, Sk Цилиндрический 19,44 6,41 17,14 2,23 2,77 0,93 Треугольная призма 16,82 4,43 12,21 1,52 2,83 0,95 Квадратная призма 28,82 14,85 34,43 5,58 2,31 0,86 Данные микрогранулометрии заносили в специальные таблицы, определяли по ним средний диаметр частичек срd , затем методом приближения экспериментальных кривых к двухпараметрическим зависимо- стям, используя стандартные программы 396 на языке BASIC, позволяющие в автомати- ческом режиме получать кумулятивные кривые, а по параметрам A и B вычислять гранулометрические характеристики про- дуктов разрушения, такие как медианный размер Md, квартили Q75, Q25, коэффициент равномерности дробления S0 и коэффици- ент асимметрии kS . Результаты выполненных эксперимен- тальных исследований по эффективности использования зарядов различной формы приведены в таблице, а кумулятивные кривые гранулометрического состава – на рис. 2. С, % d, мкм 80 60 40 20 0 0 17 33 50 67 83 1 2 3 Рис. 2. Кумулятивные кривые гранулометрического состава мелкодисперсных фракций (0 – 100 мкм) зарядов ВВ различной формы: 1 – сплошной цилин- дрический; 2, 3 – соответственно призматический с треугольным сечением и призматический с квад- ратным сечением (оба заряда с воздушными сегментовидными зазорами между зарядом ВВ и породой); d – размер фракции, мкм; C – содержание фракции, % Анализ данных таблицы и кривых гра- нулометрического состава мелкодисперс- ных фракций продуктов взрывного разру- шения гранитных моделей зарядами раз- личной формы показывает, что форма за- ряда оказывает существенное влияние на характер разрушения полиминеральной среды на контакте «ВВ-порода». Наи- меньший размер среднего диаметра мелко- дисперсных частичек dcp наблюдается при использовании призматических зарядов с треугольным сечением, наибольший – при использовании призматических зарядов квадратного сечения. При этом характери- стики гранулометрического состава заря- дов треугольного и кругового сечения и вид кумулятивных кривых незначительно отличаются между собой. При использова- нии призматического заряда ВВ с квадрат- ным сечением и воздушными зазорами между поверхностью заряда и породой в виде сегментов приводит в целом к обра- зованию более крупных частичек на кон- такте «ВВ-порода». Средний диаметр час- тичек dcp увеличивается в 1,5 – 1,7 раза по сравнению со средним диаметром части- чек, образующихся при взрыве зарядов с треугольным и круговым сечением. Кроме того, в мелкодисперсной фракции (0 – 100 мкм) содержится больше частичек с одинаковым размером, что отражается в значении коэффициента равномерности дробления S0. Значение коэффициента рав- номерности дробления, важной характери- стики гранулометрического состава, ино- гда называемой коэффициентом сортиров- ки, для горных пород обычно находится в интервале 1 – 3. Чем ближе значение S0 приближается к единице, тем больше час- тичек одинакового размера присутствует в анализируемой фракции. Для заряда с квадратным сечением оно равно 2,31 – для цилиндрического заряда и заряда с тре- угольным сечением S0 соответственно со- ставляет 2,83 и 2,77. ВЫВОДЫ Экспериментальные исследования по изучению взрывного дробления полимине- ральной среды зарядами различной формы, сплошным цилиндрическим и зарядами в виде квадратной призмы с воздушными сегментовидными промежутками показали различие в характере породы на контакте «ВВ-порода». Проверка эффективности новых конструкций зарядов в виде тре- угольной и квадратной призмы, предна- значенных для уменьшения выхода пере- измельченных фракций, показала, что 397 наименьшие диссипативные потери, выра- жающиеся в максимальном размере сред- него куска для данной фракции дробления, минимальном значении коэффициентов равномерности дробления и асимметрии, наблюдаются для зарядов в виде квадрат- ной призмы. При разрушении гранитных моделей призматическими зарядами с треугольным сечением доля мельчайших частичек в про- дуктах разрушения фракции 0 – 100 мкм возрастает. Средний диаметр частичек раз- рушенной породы уменьшается на 13,5% в сравнении с частичками, образующимися при использовании сплошных цилиндри- ческих зарядов, а коэффициент равномер- ности дробления, равный 2,83 (наибольшее значение данного параметра в серии про- веденных экспериментов). Такой характер разрушения может быть обусловлен пре- обладанием в сложном градиентном поле напряжений, возникающих в разрушаемой среде от взрыва заряда ВВ треугольного сечения, сдвиговых составляющих, а проч- ность породы на сдвиг, как известно, в среднем в пять раз меньше, чем на сжатие. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Механика взрывного разрушения пород различной структуры / [Ефремов Э.И., Петренко В.Д., Кратковский И.Л., Рева Н.П.]. – К.: Наукова думка, 1984. – 192 с. 2. Ефремов Э.И. О влиянии фракционного состава кварцсодержащих пород на содержание силикозоопасной пыли в продуктах их разрушения / В.Д. Петренко, И.Л. Кратковский, С.В. Шевченко // Докл. АН Украины, 1993. – № 5. – С. 45 – 49. 3. Ефремов Э.И. Влияние взрывного нагружения на степень разрушения полиминеральных сред / Э.И. Еф- ремов, В.Д. Петренко, И.Л. Кратковский // Геотехниче- ская механика: межвед. сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украи- ны. – Д., 1998. – Вып. 4. –С. 4 – 9. 4. Экспериментальные исследования влияния скоро- сти взрывного нагружения на выход пылевидных фрак- ций при разрушении горных пород / Э.И. Ефремов, И.Л. Кратковский, К.С. Ищенко [и др.] // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины. – Д., 2001. – Вып. 26. – С. 8 – 12. 5. Кратковский И.Л. Степень ориентированности дефектов строения кристаллических пород и характер их разрушения под действием нагрузок / И.Л. Кратков- ский // Геотехническая механика: межвед. сб. науч. тр. ИГТМ НАН Украины. – Д., 2003. – Вып. 42. – С. 115 – 122. 6. Прохода О.В. Опыт проведения взрывных работ, обеспечивающих уменьшение выхода отсева на гранит- ных карьерах [Текст] / О.В. Прохода, И.Г. Абессонов, В.Д. Прилипенко // Современные ресурсосберегающие технологии горного производства. – Кременчуг: КГПУ, 2009. – Вып. 1/2008(1). – С. 57 – 61. ОБ АВТОРАХ Коновал Сергей Владимирович – аспирант кафедры промышленного и гражданского строительства Черкас- ского государственного технологического университета. Ищенко Константин Степанович – к.т.н., с.н.с. отдела механики взрыва горных пород Института гео- технической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины. Кратковский Игорь Леонидович – к.т.н., с.н.с. отде- ла механики взрыва горных пород Института геотехни- ческой механики им. Н.С. Полякова НАН Украины. Коновал Владимир Николаевич – к.т.н., доцент ка- федры промышленного и гражданского строительства Черкасского государственного технологического уни- верситета.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-104572
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 2415-3435
language Russian
last_indexed 2025-12-07T18:10:22Z
publishDate 2014
publisher УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
record_format dspace
spelling Коновал, С.В.
Ищенко, К.С.
Кратковский, И.Л.
Коновал, В.Н.
2016-07-12T13:20:24Z
2016-07-12T13:20:24Z
2014
Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода» / С.В. Коновал, К.С. Ищенко, И.Л. Кратковский, В.Н. Коновал // Розробка родовищ: Зб. наук. пр. — 2014. — Т. 8. — С. 393-397. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
2415-3435
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104572
622.235.5:622.271
Приведены результаты экспериментальных исследований разрушения моделей кубической формы из гранита месторождения «Сивач» минизарядами в виде квадратной и треугольной призм. С помощью светооптических методов проведен анализ гранулометрического состава мелкодисперсных частичек фракции 0 – 100 микрон, образующихся на контакте «ВВ-порода».
Наведено результати експериментальних досліджень руйнування моделей кубічної форми з граніту родовища «Сівач» мінізарядами у вигляді квадратної та трикутної призм. За допомогою світлооптичних методів проведено аналіз гранулометричного складу дрібнодисперсних частинок фракції 0 – 100 мікрон, що утворюються на контакті «ВР-порода».
The experimental results of fracture models of cubic form of boundary from field “Sivach” with help of mini charges in the form of square and triangular prisms are conducted. With help of light-optical methods particle size distribution of fine particles fraction 0-100 microns that forming on contact “explosive-rock” are analyzed.
ru
УкрНДМІ НАН України, Інститут геотехнічної механіки НАН України
Розробка родовищ
Геомеханіка
Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»
Особливості вибухового руйнування полімінерального середовища зарядами різної форми на контакті «ВР-порода»
Features of explosive destruction of compound environment with charges of different forms on contact “Explosive-rock”
Article
published earlier
spellingShingle Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»
Коновал, С.В.
Ищенко, К.С.
Кратковский, И.Л.
Коновал, В.Н.
Геомеханіка
title Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»
title_alt Особливості вибухового руйнування полімінерального середовища зарядами різної форми на контакті «ВР-порода»
Features of explosive destruction of compound environment with charges of different forms on contact “Explosive-rock”
title_full Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»
title_fullStr Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»
title_full_unstemmed Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»
title_short Особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «ВВ-порода»
title_sort особенности взрывного разрушения полиминеральной среды зарядами различной формы на контакте «вв-порода»
topic Геомеханіка
topic_facet Геомеханіка
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/104572
work_keys_str_mv AT konovalsv osobennostivzryvnogorazrušeniâpolimineralʹnoisredyzarâdamirazličnoiformynakontaktevvporoda
AT iŝenkoks osobennostivzryvnogorazrušeniâpolimineralʹnoisredyzarâdamirazličnoiformynakontaktevvporoda
AT kratkovskiiil osobennostivzryvnogorazrušeniâpolimineralʹnoisredyzarâdamirazličnoiformynakontaktevvporoda
AT konovalvn osobennostivzryvnogorazrušeniâpolimineralʹnoisredyzarâdamirazličnoiformynakontaktevvporoda
AT konovalsv osoblivostívibuhovogoruinuvannâpolímíneralʹnogoseredoviŝazarâdamiríznoíforminakontaktívrporoda
AT iŝenkoks osoblivostívibuhovogoruinuvannâpolímíneralʹnogoseredoviŝazarâdamiríznoíforminakontaktívrporoda
AT kratkovskiiil osoblivostívibuhovogoruinuvannâpolímíneralʹnogoseredoviŝazarâdamiríznoíforminakontaktívrporoda
AT konovalvn osoblivostívibuhovogoruinuvannâpolímíneralʹnogoseredoviŝazarâdamiríznoíforminakontaktívrporoda
AT konovalsv featuresofexplosivedestructionofcompoundenvironmentwithchargesofdifferentformsoncontactexplosiverock
AT iŝenkoks featuresofexplosivedestructionofcompoundenvironmentwithchargesofdifferentformsoncontactexplosiverock
AT kratkovskiiil featuresofexplosivedestructionofcompoundenvironmentwithchargesofdifferentformsoncontactexplosiverock
AT konovalvn featuresofexplosivedestructionofcompoundenvironmentwithchargesofdifferentformsoncontactexplosiverock