О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения
Обґрунтовані та розглянуті фактори, що впливають на розмір зони пластичних деформацій і перездрібнювання, що визначає обсяг генерування відходів при вибуховій
 відбійці порід свердловинними зарядами і обробленні негабаритів на кар'єрах нерудних копалин. Запропоновано методику прогнозува...
Saved in:
| Date: | 2009 |
|---|---|
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем природокористування та екології НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14575 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения / И.А. Краснопольский, А.А. Клименко // Екологія і природокористування. — 2009. — Вип. 12. — С. 114-121. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860244985352290304 |
|---|---|
| author | Краснопольский, И.А. Клименко, А.А. |
| author_facet | Краснопольский, И.А. Клименко, А.А. |
| citation_txt | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения / И.А. Краснопольский, А.А. Клименко // Екологія і природокористування. — 2009. — Вип. 12. — С. 114-121. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | Обґрунтовані та розглянуті фактори, що впливають на розмір зони пластичних деформацій і перездрібнювання, що визначає обсяг генерування відходів при вибуховій
відбійці порід свердловинними зарядами і обробленні негабаритів на кар'єрах нерудних копалин. Запропоновано методику прогнозування обсягів генерації відходів у процесі переведення масивів гірських порід у розпушений стан і руйнування негабаритних
кусків гірської маси. Виділено фактори і показані способи їхньої реалізації для управління процесом генерації відходів. Розглянуто використання невибухового руйнування негабаритів, як варіант ресурсобезвідхідної операції процесу підготовки гірських
порід до виїмки.
Обоснованы и рассмотрены факторы, влияющие на размер зоны пластических деформаций и переизмельчения, предопределяющей объем генерирования отходов при
взрывной отбойке пород скважинными зарядами и разделке негабаритов на карьерах
нерудных ископаемых. Предложена методика прогнозирования объемов генерации отходов в процессе перевода массивов горных пород в разрыхленное состояние и разрушение негабаритных кусков горной массы. Выделены факторы и показаны способы их
реализации для управления процессом генерации отходов. Рассмотрено использование невзрывного разрушения негабаритов, как вариант ресурсобезотходной операции
процесса подготовки горных пород к выемке.
The paper reviews the factors which affect the size of plastic deformations zone and over
diminutive processes, which allow decreasing the amount of waste formation at the explosive
breaking of rocks via well detonation at the nonmetal mineral resources quarries. Methodology
of waste generation volume prognosis during the process of mining non-conditional rocks
breaking apart was proposed. Authors described factors and ways of their realization for
waste generation process management. The use of non explosive destruction of oversized
rocks was proposed as an alternative way of resource non-waste operation of mining rocks
preparation for excavation.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:35:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
114
УДК 553.551:622.235:504.062
И.А. Краснопольский *,
А.А. Клименко **
О ГЕНЕРАЦИИ ОТХОДНОСТИ ПРИ
ВЗРЫВНОЙ ОТБОЙКЕ НЕРУДНЫХ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
И НЕКОТОРЫХ СПОСОБАХ ЕЕ
РЕГУЛИРОВАНИЯ, ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
И УМЕНЬШЕНИЯ
* Институт проблем природопользования и экологии НАН Украины,
Днепропетровск; ** ОАО «Комсомольское рудоуправление», Комсомольск,
Донецкая область, Украина
Обґрунтовані та розглянуті фактори, що впливають на розмір зони пластичних де-
формацій і перездрібнювання, що визначає обсяг генерування відходів при вибуховій
відбійці порід свердловинними зарядами і обробленні негабаритів на кар'єрах неруд-
них копалин. Запропоновано методику прогнозування обсягів генерації відходів у про-
цесі переведення масивів гірських порід у розпушений стан і руйнування негабаритних
кусків гірської маси. Виділено фактори і показані способи їхньої реалізації для управ-
ління процесом генерації відходів. Розглянуто використання невибухового руйнуван-
ня негабаритів, як варіант ресурсобезвідхідної операції процесу підготовки гірських
порід до виїмки.
Обоснованы и рассмотрены факторы, влияющие на размер зоны пластических де-
формаций и переизмельчения, предопределяющей объем генерирования отходов при
взрывной отбойке пород скважинными зарядами и разделке негабаритов на карьерах
нерудных ископаемых. Предложена методика прогнозирования объемов генерации от-
ходов в процессе перевода массивов горных пород в разрыхленное состояние и разру-
шение негабаритных кусков горной массы. Выделены факторы и показаны способы их
реализации для управления процессом генерации отходов. Рассмотрено использова-
ние невзрывного разрушения негабаритов, как вариант ресурсобезотходной операции
процесса подготовки горных пород к выемке.
Анализ структурных схем формирования
отходности в технологических процессах
предприятий горнометаллургического ком-
плекса позволяет выделить наиболее емкие
из них по масштабам генерации потерь
сырьевых, энергетических и материальных
ресурсов.
Применительно к открытым горным ра-
ботам, являющимися до настоящего времени
одним из базовых звеньев функционирова-
ния горнометаллургических комплексов,
одним из основных процессов во многом
предопределяющим возможность реализа-
ции и эффективность всей технологической
схемы разработки скальных пород и в тоже
время одним из наиболее значительных ге-
нераторов отходности является процесс под-
готовки горных пород к выемке, т.е. буро-
взрывные работы.
Основной целью взрывной отбойки явля-
© Краснопольский И.А.,
Клименко А.А., 2009
ется приведение естественных массивов в
состояние, позволяющее осуществить выем-
ку, транспортирование и переработку полез-
ных ископаемых существующим технологи-
ческим оборудованием. Реализация этой це-
ли достигается путем трансформации по-
тенциала взрывчатого вещества (ВВ), кото-
рый характеризуется теплотой взрыва (Q), в
полезную работу по формированию требуе-
мых характеристик среды.
Реальность такова, что процессу получе-
ния требуемых характеристик среды (опре-
деленных геометрических форм и размеров
кусковатости), в результате проявления осо-
бенностей механизма взрывного разрушения
твердых сред неизменно сопутствует про-
цесс переизмельчения и пластических де-
формаций разрушаемой среды, которые в
значительной мере предопределяют показа-
тели отходности полезных ископаемых в
процессах их добычи и переработки, что
подтверждается практическими данными [1-
3,5-9], согласно которым потери полезного
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
115
ископаемого в результате переизмельчения,
разупрочнения кусков горной массы и несо-
ответствия по нижнему пределу кусковато-
сти для различных предприятий по добыче
нерудных ископаемых могут составлять от
8,5 до 45,2 %.
Известно, что основным инструментом в
процессах формирования техногенной среды
является ВВ, эффективность превращение
энергии которого в работу взрыва определя-
ет многие показатели, в т.ч. потери мине-
ральных ресурсов.
В исследованиях, посвященных детона-
ции и работы взрыва конденсированных
систем [1], проблемам разрушении горных
пород взрывом [2], теории и методам взрыв-
ного дробления [3], ресурсосберегающим
технологиям взрывного разрушения горных
пород [4] выделяется зона ближнего дейст-
вия взрывной волны называемая зоной смя-
тия или зоной бризантного действия взрыва,
зоной действия ударной волны, т.е. область
формирующая среду с нарушенной структу-
рой, измельченными частицами и изменен-
ными в связи с образованием микротрещин
прочностными свойствами.
Отбойка полезных ископаемых для их
извлечения и дальнейшей переработки осу-
ществляется скважинными зарядами. Тип
механического поведения среды при этом
меняется по мере удаления от оси скважин-
ного заряда. Процесс детонации заряда кон-
денсированных ВВ неразрывно связан с
распространением по нему ударных волн.
При выходе детонационной волны на стенки
скважины в горной породе формируется
ударная волна (УВ). Скорость фронта УВ
превышает скорость звука в недеформиро-
ванном материале. На параметры УВ и вы-
ход переизмельченных фракций в результате
ее распространения в горной породе оказы-
вают влияние детонационные характеристи-
ки ВВ (максимальное давление, импеданс),
физико-механические свойства горных по-
род (упруго-пластические характеристики,
акустический импеданс, трещиноватость и
др.), соотношение волновых характеристик
ВВ и породы, форма, конструкция заряда,
условия и способы взрывания. Наиболее
сильные разрушения в виде переизмельче-
ния и пластических деформаций наблюда-
ются в непосредственной близости от заряда
ВВ. По разным источникам [2-6,9] эта об-
ласть может составлять от 3 до 15 радиусов
заряда. Таким образом, радиусы зоны пере-
измельчения при фактическом диаметре
скважинного заряда, например ~250 мм и
высоте скважинного заряда 10 м (для уступа
Н=15 м) могут изменяться от 0,625 до 1,875
м, что в объемном выражении может соста-
вить от 12 до 109 м3 разрушенных горных
пород. Согласно справочным данным [5-8]
выход горной массы с 1 м скважины на
карьерах нерудных ископаемых составляет
50-60 м3. Таким образом, приближенное
значение отходов полезного ископаемого
непосредственно по ближней зоне взрыва
может составить:
%,
lV
V
V
сквм.пог
.п.з
отх ⋅
⋅
=
100
(1)
где .п.зV - объем зоны переизмельчения од-
ной скважины, м3; м.погV - выход горной
массы с 1 м скважины, м3/м; сквl - длина
скважины, м.
При диаметре скважины 250 мм и высоте
уступа 15 м эта величина может изменяться
от 1,6 до 14 %.
Диапазон изменения значения обуслов-
лен ранее отмеченными различиями в оцен-
ке величины зоны смятия (переизмельче-
ния), а также многофакторностью свойств
разрушаемой среды [3-5,6,9]. Для реальных
условий, характеризующихся разнообразием
условий залегания, особенностями строения,
спецификой условий взрывания эти отличия
могут быть еще более выраженными.
Моделирование разрушений, производи-
мых УВ, для уточнения оценки размеров
зоны переизчельчения осуществлялась на
образцах кубической формы из известняка с
размерами грани 20,25,30 и 40 см. Диаметр
взрывной полости был одинаковым и со-
ставлял 25 мм, глубина заряда соответст-
венно 130, 170, 200 и 260 мм, при этом для
взрывания каждой модели использовались
промышленные ВВ: аммонит № 6ЖВ, сухие
и водонаполненные заряды гранулотола и
пироксилинового пороха, массой 0,03 кг.
Установлено, что при одинаковой массе за-
ряда, плотности заряжания и неизменном
типе ВВ суммарный выход мелких фракций
является постоянным и не зависит от разме-
ров разрушаемых моделей. Анализ кумуля-
тивных кривых типичный вид на примере
(рисунок), характеризующих гранулометри-
ческий состав при разрушении моделей раз-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
116
личных размеров, показывает, что они сов-
падают на начальном участке, что можно
расценивать как проявление действия УВ –
основного генератора отходности в зоне
прилегающей к взрывной полости. Следует
отметить, что совпадаемость кумулятивных
кривых четырех типоразмеров моделей для
каждого типа ВВ и материала модели на на-
чальном участке до точки, характеризующей
по нашему мнению результат действия УВ
весьма высокая, расхождение в значениях по
каждой кривой не превышают 5 %. Эти ре-
зультаты подтверждают представление о
разрушении горных пород взрывом, как
комплексное воздействие проходящей вол-
ны сжатия и отраженной волны напряжений.
Рисунок - Типичный вид кумулятивных кривых при разрушении моделей
различных размеров
При расстоянии от оси заряда, превы-
шающем действие прямой проходящей вол-
ны, ее проявление в результатах разрушения
не зависит от расстояния до свободной по-
верхности. Результаты моделирования по
определению параметров зоны переизмель-
чения приведены в таблице 1.
Исходя из допущения, что действие за-
рядов можно считать аналогичным точеч-
ным (объем разрушений ограничен сферой),
радиус зоны переизмельчения определяется
из выражения
3
4
3
ρ
π M
R ⋅= , (2)
где M - суммарный выход фракций до пре-
дельной точки совпадения кумулятивных
кривых, кг; ρ - плотность породы, кг/дм3.
Важными факторами, определяющими
параметры УВ при переходе ее в породу, и
как следствие, размер зоны интенсивного
измельчения, являются структура и тип
применяемого при отбойке ВВ. За счет
структуры ВВ можно изменить механизм
взрывчатого превращения, ширину зоны
химической реакции, амплитуду и длитель-
ность импульса давления в зарядной камере,
механизм перехода фронта УВ из зарядной
полости в среду, следствием чего будет из-
менение характера и размера зоны бризант-
ного действия взрыва.
Характер передачи энергии продуктов
детонации твердой среде зависит от законо-
мерности движения границы раздела между
разрушаемой средой и продуктами детона-
ции. Структуру фронта детонационной вол-
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
117
ны на границе заряд ВВ – порода в случае
порошкообразных ВВ считаем сплошной, в
случае крупнодисперсных ВВ дискретной.
Относительное расстояние, характеризую-
щее приведение радиуса зоны образования
УВ со сплошным фронтом для порошкооб-
разных и крупнодисперсных ВВ прибли-
женно определяется выражением:
ВВо
о
c
д
аr
r
P
P
R
+
=
3
, (3)
где Pд и Рс - соответственно давление дето-
нации крупно- и мелкодисперсных ВВ,
Кбар; оr - радиус заряда, мм; ВВa - харак-
терный размер отдельной частицы ВВ, мм.
Таблица 1 - Параметры зоны действия УВ в известняках (диаметр заряда 25 мм)
Тип ВВ Радиус зоны действия
УВ, дм
Относительные размеры
зоны действия УВ, or/R
Аммонит № 6ЖВ 1,1 8,80
Гранулотол водонаполненный 1,06 8,48
Гранулотол сухой 0,96 7,70
Бездымный порох водонаполненный 0,98 7,80
Бездымный порох сухой 0,91 7,37
Оценку показателей переизмельчения
при использовании различных типов ВВ
производили по результатам разрушения
объемных моделей в лабораторных условиях
(таблица 2), а также при отбойке доломитов
в промышленных условиях [5,10].
Таблица 2 - Показатели переизмельчения при разрушении моделей различными ВВ
(диаметр заряда 25 мм)
Выход фракций 0-5 мм, кг **
при размере ребра модели, см
Выход фракций
0-5 мм
Тип ВВ* Порода 20 25 30 40 средневзве-
шенный, кг
на единицу
массы заряда
кг/кг
Аммонит
№ 6ЖВ 513
97
,
,
813
97
,
,
213
18
,
,
413
97
,
,
513
97
,
,
270
263
Бездымный
порох 25
13
,
,
94
92
,
,
05
33
,
,
05
03
,
,
05
13
,
,
100
103
Гранулотол
Гранит
411
76
,
,
711
66
,
,
511
86
,
,
311
86
,
,
511
76
,
,
228
220
Аммонит
№ 6ЖВ 17
24
,
,
96
34
,
,
27
83
,
,
37
83
,
,
17
04
,
,
142
133
Бездымный
порох
83
22
,
,
73
12
,
,
04
22
,
,
83
32
,
,
83
22
,
,
76
73
Гранулотол
Извест-
няк
06
53
,
,
85
23
,
,
26
23
,
,
26
13
,
,
06
23
,
,
120
107
Примечание: * Использовался: порошкообразный аммонит № 6ЖВ; гранулотол со средним
размером гранул 3 мм; бездымный порох с гранулами цилиндрической формы – диаметр ≥ 7
мм, высота 12 мм. ** В числителе и знаменателе значения соответственно при массе заряда
0,03 и 0,05 кг.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
118
Анализ результатов взрывов в известня-
ке и граните (таблица 2) указывает на об-
щую независимо от свойств взрываемых по-
род, тенденцию к снижению генерации от-
ходности с увеличением крупности частиц
ВВ. Наиболее отчетливо это прослеживается
при взрывном разрушении моделей из гра-
нита. Таким образом, влияние структуры
фронта детонационной волны очевидно, на
что указывает и сопоставление эксперимен-
тальных данных с расчетным значением R ,
определенным по формуле (3). Максималь-
ная относительная погрешность экспери-
ментальных и расчетных значений составила
11,9 %. Для зарядов использованного при
моделировании диаметра влияние дисперс-
ности ВВ заметно сказывается на показате-
лях выхода переизмельченных фракций.
Обобщив результаты приведенных экс-
периментов можно заключить, что одним из
факторов регулирования генерации отход-
ности является управление масштабом дис-
персности
o
ВВ
r
a=λ , которое практически
реализуется за счет выбора применяемого
при отбойке типа ВВ и диаметра скважинно-
го заряда.
Известно, что при отбойке горных пород
скважинными зарядами, наряду с полезными
формату работы взрыва результатом раз-
рыхления скального массива является и вы-
ход кусков горной породы с размерами, пре-
вышающими технические возможности экс-
каваторов и технологического оборудования
дробильно-сортировочного комплекса - не-
габарита. По имеющимся сведениям [7,8]
выход негабарита на карьерах нерудных ис-
копаемых может достигать 49 %. Одним из
наиболее распространенных способов дроб-
ления негабарита до настоящего времени
является способ взрывания шпуровыми за-
рядами. Очевидно, что для этого способа
характерен вышеописанный тип механиче-
ского поведения среды, поскольку при этом
используются те же конденсированные ВВ.
Более того, вышеприведенные результа-
ты моделирования действия взрыва в ближ-
ней зоне на известняковых и гранитных
блоках можно рассматривать как натурные,
т.к. основные параметры, начиная от
свойств пород и заканчивая диаметром заря-
дов и характеристиками применяемых ВВ
идентичны реальным условиям.
Учитывая значительный реальный объем
взрывания негабаритов, в условиях карьеров
нерудных ископаемых представляет интерес
определение возможных масштабов генера-
ции отходности.
В результате экспериментальных иссле-
дований выполненных на моделях из из-
вестняка и гранита кубической формы с раз-
личающимися геометрическими параметра-
ми [5,10] установлено, что для однотипных
пород генерация отходности в виде переиз-
мельчения при прочих равных условиях (тип
ВВ, диаметр и масса заряда) остается посто-
янной и, таким образом, конечные размеры
разрушаемого образца на результат выхода
переизмельченной массы не влияют. Вместе
с тем, существует корреляция этого показа-
теля с массой заряда. Установлено, что для
каждого типа ВВ в конкретных породах
справедливо соотношение:
constQ/q мм = , (4)
где мq - выход переизмельченных фракций
по результатам моделирования, кг; мQ -
масса заряда в модели, кг.
Таким образом, методологический под-
ход к прогнозированию отходности при раз-
делке негабарита в конкретных основных
горнотехнических условиях состоит в сле-
дующем. На основании экспериментального
определения выхода переизмельченных
фракций при взрывании образца заданной
породы устанавливается коэффициент Кп,
характеризующий отношение (4). Исходя из
проектируемого на дробление негабаритных
блоков суммарного расхода ВВ (∑ мQ ) с
учетом (4) определяется масса переизмель-
ченного материала на блоке (∑ nq )
∑ ∑⋅= мпп QKq , кг. (5)
Аналогичный подход, однако с получе-
нием меньшей достоверности конечного ко-
личественного результата ввиду наложения
масштабного фактора в процессы химиче-
ского превращения ВВ, может быть приме-
нен и при оценке показателей выхода пере-
измельченных фракций в промышленных
условиях. При этом должны учитываться
некоторые отличия параметров детонации и
влияние масштаба дисперсности ВВ за счет
условий взрывания. Приближенная оценка
может быть осуществлена на основании вы-
ражения:
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
119
л
ппп
пс
Р
РQК
g
∑
∑ = , (6)
где псg - прогнозируемый выход переиз-
мельченных фракций при скважинной
взрывной отбойке; ∑ пQ - проектируемый
на массовый взрыв расход ВВ, кг; Рп и Рл -
детонационное давление, соответственно в
производственных и лабораторных услови-
ях, мПа.
Оценивая значимость процесса подготов-
ки горных пород к выемке в общих показа-
телях генерации отходности всей техноло-
гической цепи горнометаллургического
комплекса следует отметить, что наряду с
очевидной эффективностью способа взры-
воподготовки имеют место значительные
энергетические потери (к.п.д. взрыва, как
правило, не превышает 10 %), потери мине-
ральных ресурсов могут достигать 50 %, ес-
тественно эти факторы имеют соответст-
вующую материальную оценку. К тому же
далеко не в полной мере определены мас-
штабы газопылевых и температурных нега-
тивных воздействий на окружающую среду.
Безусловно, еще не исчерпан ресурс научно-
технических решений для уменьшения от-
меченных негативных нагрузок. Для этого
могут быть вполне приемлемы новые по
структуре и характеристикам взрывчатого
превращения типы ВВ, ресурсосберегающие
конструкции скважинных зарядов, схемы их
размещения и т.д.
Возвращаясь к вопросу о негативных
воздействиях на окружающую среду в виде
газопылевых загрязнений, масштабность
которых как от процессов взрывчатого пре-
вращения, так и от переизмельчения пород
очевидна, в качестве иллюстрации позитив-
ного решения можно использовать опыт
ОАО «Комсомольское рудоуправление»,
являющегося одним из основных поставщи-
ков флюсовых известняков в Украине.
В настоящее время около 80 % приме-
няемых при взрывной отбойке на карьерах
рудоуправления взрывных веществ состав-
ляют изготавливаемые на месте применения
безтротиловые взрывчатые композиции.
Данные ВВ разработаны совместно с ЗАО
«Техновзрыв» для конкретных условий
«Комсомольского рудоуправления» и сер-
тифицированы как гранулиты КР-1 и КР-2.
Основными компонентами данных компо-
зиций являются окислитель - аммиачная се-
литра, горючее – отработка горючего масла
и добавка в виде железорудного концентра-
та, предназначенного для повышения тепло-
ты взрыва. Технология приготовления таких
смесей чрезвычайно проста, она сводится к
простому механическому перемешиванию
твердой и жидкой фаз, несложной является и
механизация процесса заряжания. Кисло-
родный баланс этих ВВ составляет (-) 0,9 %,
скорость детонации 3,6 км/с. Характерное
для простейших ВВ, к которым относятся и
гранулиты КР, значительное увеличение
ширины зоны химической реакции (в 15-20
раз больше, чем у штатных ВВ) приводит к
более мягкому нагружению массива горных
пород, следствием чего является, прежде
всего, уменьшение размеров зоны переиз-
мельчения и связанного с ней пылевого об-
разования.
Одновременно установлено, что замена
штатных ВВ на гранулиты КР позволило
уменьшить выброс взрывных газов в пере-
счете по СО на 150 млн.литров в год. При
этом очевидны и другие преимущества при-
менения гранулитов КР, например, эконо-
мический эффект от их применения соста-
вил около 1 млн.грн.
В тоже время уже сегодня известны сред-
ства формирования достаточно мощных ква-
зистатических полей напряжений, результа-
том действия которых является эффект раз-
рушения. Существуют десятки рецептур
расширяющихся разрушающих композиций,
действие которых основано на их объемном
расширении при гидратации за счет проис-
ходящих в них физико-химических процес-
сов новой фазы. По имеющимся данным
давление, развиваемое расширяющимися
композициями, может составлять (3-5)⋅107
Па. Следует отметить, что основным компо-
нентом составов невзрывчатых разрушаю-
щих средств (НРС) является продукт терми-
ческой обработки измельченных карбонат-
ных пород, что дает уникальную возмож-
ность реализации химических и физических
свойств пород, в т.ч. слагающих разрушае-
мый массив для создания инструмента раз-
рушающего воздействия на массив в техно-
логическом процессе перевода пород в раз-
рыхленное состояние. Перспективность ис-
пользования НРС для разрушения скальных
пород и, в частности, разделки негабаритов,
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
120
подтверждается фактическими примерами
их применения в промышленных условиях
[10] обусловлена следующим:
• отсутствием потерь минеральных ре-
сурсов в результате работы НРС;
• отсутствием выброса в атмосферу га-
зов и пыли при физико-химических процес-
сах образования новой фазы при увеличении
объема композиций для формирования ква-
зистатической нагрузки в разрушаемом объ-
екте;
• отсутствием необходимости создания
опасной зоны, вывода людей и оборудова-
ния с места производства работ.
Основными недостатками, серийно вы-
пускаемых композиций являются:
• наличие значительного по сравнению с
ВВ инкубационного периода нарастания
давления, связанного со скоростью кристал-
лизации при взаимодействии НРС с водой;
• сравнительно узкий диапазон темпера-
тур (3-25 оС) эффективной работы;
• нестабильность развиваемых в опреде-
ленных условиях давлений.
В тоже время известно, что в Японии
созданы составы, развивающие давление в
два раза выше, чем у аналогичных составов,
изготавливаемых в СНГ. Похожие разработ-
ки имеют США, Великобритания, Чехия,
Франция и др. Нами также разработаны и
испытаны составы эффективно работающие,
в том числе, и при отрицательных темпера-
турах окружающей среды с регулируемыми
скоростями реакций кристаллизации и на-
растания давления на стенки зарядной по-
лости [10] .
Таким образом, предпосылки более мас-
штабного и интенсивного использования
НРС в процессах подготовки горных пород к
выемке, что позволит лимитировать генера-
цию отходности минеральных ресурсов и
сохранить другие показатели качества окру-
жающей среды, достаточно очевидны.
Теоретическое обоснование полей на-
пряжений создаваемых НРС и результаты
экспериментальных исследований по опре-
делению физико-химических и эксплуата-
ционных характеристик, работоспособности,
эффективности разрушающего действия
расширяющихся композиций, выполненные
в лабораторных полигонных и промышлен-
ных условиях [10] свидетельствуют об осо-
бенности эффективности безвзрывного раз-
рушения прочных сред для уменьшения по-
казателей отходности минеральных ресур-
сов в технологических процессах добычи и
переработки.
Другим, достаточно эффективным реше-
нием проблемы безврывного разрушения
негабаритов, является использование
средств и способов и механического разру-
шения. На карьерах «Комсомольского рудо-
управления» в настоящее время до 90 % не-
габаритных блоков дробится с помощью
энергии гидравлического молота, смонтиро-
ванного на базе экскаватора Caterpillar-326.
Применение бутобоя позволило:
1) уменьшить технологические простои
оборудования, связанные со взрывными ра-
ботами при дроблении негабаритных бло-
ков;
2) уменьшить воздействие вредных газов
при производстве взрывных работ на окру-
жающую среду и образование пыли за счет
переизмельчения;
3) повысить безопасность работ при
дроблении негабаритных блоков;
4) снизить себестоимость вторичного
дробления (дробление негабаритных бло-
ков);
5) сократить необратимые потери полез-
ного ископаемого в процессах подготовки
пород к выемке.
Следует отметить, что учитывая особен-
ности горно-геологических условий пер-
спективным решением при разделке негаба-
ритов, обеспечивающим ранее отмеченную
эффективность является использование тех-
нологии, объединяющей применение НРС и
бутобоев. Особенности и целесообразность
ее использования является материалом по-
следующих публикаций.
Перечень ссылок
1. Беляев А.Ф. Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем. – М.: Наука,
1968. – 255 с.
2. Баум Ф.А. Процессы разрушения горных пород взрывом // Взрывное дело. – 1963. -
№ 52/9. – С. 262-285.
ЕКОЛОГІЯ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ, 2009, Випуск 12
121
3. Ханукаев А.Н. Энергия волн напряжений при разрушении пород взрывом. – М.: Госгор-
техиздат, 1962. – 200 с.
4. Ефремов Э.И., Комир В.М., Краснопольский И.А. и др. Ресурсосберегающие технологии
взрывного разрушения горных пород. – К.: Техника, 1990. – 149 с.
5. Друкованый М.Ф., Дубнов Л.В., Миндели Э.О. и др. Справочник по буровзрывным рабо-
там. – М.: Недра, 1976. – 631 с.
6. Мосинец В.Н., Пашков П.Д., Латышев В.А. Разрушение горных пород. – М.: Недра, 1975.
– 216 с.
7. Степанов А.В., Гдалин А.Д. Буровзрывные работы на предприятиях строительных мате-
риалов. – М.: Недра, 1982. – 288 с.
8. Афонин В.Г., Гейман Л.М., Комир В.М. Взрывные работы в строительстве. – К.:
Будiвельник, 1971. – 175 с.
9. Ракишев Б.Р. Прогнозирование технологических параметров взорванных пород на карье-
рах. – Алма-Ата: Наука, 1983. – 240 с.
10. Шапарь А.Г., Краснопольский И.А., Копач П.И. Ресурсосбережение в технологических
процессах открытой разработки полезных ископаемых. – К.: Наукова думка, 1992. – 152 с.
I.A. Krasnopolskiy *,
A.A. Klimenko **
REGENERATION OF WASTE FORMATION
AT THE EXPLOSIVE BREAKING OF NONMETAL
MINERAL RESOURCES AND SOME WAYS
OF ITS REGULATION, PROGNOSIS AND DECREASE
* Institute of Nature Management Problems and Ecology of NAS of Ukraine, Dnipropetrovsk;
* JSC «Komsomolskoe Rudoupravlenie», Komsomolskoe, Donetsk Region, Ukraine
The paper reviews the factors which affect the size of plastic deformations zone and over
diminutive processes, which allow decreasing the amount of waste formation at the explosive
breaking of rocks via well detonation at the nonmetal mineral resources quarries. Methodol-
ogy of waste generation volume prognosis during the process of mining non-conditional rocks
breaking apart was proposed. Authors described factors and ways of their realization for
waste generation process management. The use of non explosive destruction of oversized
rocks was proposed as an alternative way of resource non-waste operation of mining rocks
preparation for excavation.
Надійшла до редколегії 18 липня 2009 р.
Рекомендовано членом редколегії канд. техн. наук М.А.Ємцем
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-14575 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0010 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:35:34Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут проблем природокористування та екології НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Краснопольский, И.А. Клименко, А.А. 2010-12-24T16:14:16Z 2010-12-24T16:14:16Z 2009 О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения / И.А. Краснопольский, А.А. Клименко // Екологія і природокористування. — 2009. — Вип. 12. — С. 114-121. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. XXXX-0010 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14575 553.551:622.235:504.062 Обґрунтовані та розглянуті фактори, що впливають на розмір зони пластичних деформацій і перездрібнювання, що визначає обсяг генерування відходів при вибуховій
 відбійці порід свердловинними зарядами і обробленні негабаритів на кар'єрах нерудних копалин. Запропоновано методику прогнозування обсягів генерації відходів у процесі переведення масивів гірських порід у розпушений стан і руйнування негабаритних
 кусків гірської маси. Виділено фактори і показані способи їхньої реалізації для управління процесом генерації відходів. Розглянуто використання невибухового руйнування негабаритів, як варіант ресурсобезвідхідної операції процесу підготовки гірських
 порід до виїмки. Обоснованы и рассмотрены факторы, влияющие на размер зоны пластических деформаций и переизмельчения, предопределяющей объем генерирования отходов при
 взрывной отбойке пород скважинными зарядами и разделке негабаритов на карьерах
 нерудных ископаемых. Предложена методика прогнозирования объемов генерации отходов в процессе перевода массивов горных пород в разрыхленное состояние и разрушение негабаритных кусков горной массы. Выделены факторы и показаны способы их
 реализации для управления процессом генерации отходов. Рассмотрено использование невзрывного разрушения негабаритов, как вариант ресурсобезотходной операции
 процесса подготовки горных пород к выемке. The paper reviews the factors which affect the size of plastic deformations zone and over
 diminutive processes, which allow decreasing the amount of waste formation at the explosive
 breaking of rocks via well detonation at the nonmetal mineral resources quarries. Methodology
 of waste generation volume prognosis during the process of mining non-conditional rocks
 breaking apart was proposed. Authors described factors and ways of their realization for
 waste generation process management. The use of non explosive destruction of oversized
 rocks was proposed as an alternative way of resource non-waste operation of mining rocks
 preparation for excavation. ru Інститут проблем природокористування та екології НАН України Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения Regeneration of waste formation at the explosive breaking of nonmetal mineral resources and some ways of its regulation, prognosis and decrease Article published earlier |
| spellingShingle | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения Краснопольский, И.А. Клименко, А.А. Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами |
| title | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения |
| title_alt | Regeneration of waste formation at the explosive breaking of nonmetal mineral resources and some ways of its regulation, prognosis and decrease |
| title_full | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения |
| title_fullStr | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения |
| title_full_unstemmed | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения |
| title_short | О генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения |
| title_sort | о генерации отходности при взрывной отбойке нерудных полезных ископаемых и некоторых способах ее регулирования, прогнозирования и уменьшения |
| topic | Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами |
| topic_facet | Еколого-орієнтовані та ресурсозберігаючі технології, поводження з відходами |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/14575 |
| work_keys_str_mv | AT krasnopolʹskiiia ogeneraciiothodnostiprivzryvnoiotboikenerudnyhpoleznyhiskopaemyhinekotoryhsposobaheeregulirovaniâprognozirovaniâiumenʹšeniâ AT klimenkoaa ogeneraciiothodnostiprivzryvnoiotboikenerudnyhpoleznyhiskopaemyhinekotoryhsposobaheeregulirovaniâprognozirovaniâiumenʹšeniâ AT krasnopolʹskiiia regenerationofwasteformationattheexplosivebreakingofnonmetalmineralresourcesandsomewaysofitsregulationprognosisanddecrease AT klimenkoaa regenerationofwasteformationattheexplosivebreakingofnonmetalmineralresourcesandsomewaysofitsregulationprognosisanddecrease |