Лисюк Світлана Дмитрівна. Управління енергетичним потенціалом спінених вибухових систем для руйнування гірських порід

brief description

Лисюк Світлана Дмитрівна. Управління енергетичним потенціалом спінених вибухових систем для руйнування гірських порід : Дис... канд. наук: 05.15.11 2002

Лисюк С.Д.Управління енергетичним потенціалом спінених вибухових систем для ефективного руйнування гірських порід. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.15.11 фізичні процеси гірничого виробництва. Національний науково-дослідний інститут охорони праці Міністерства праці та соціальної політики України, м.Київ, 2002.
Дисертація присвячена розробке і впровадженню методу регулювання енергетичного потенціалу спінених вибухових систем (СВС).забезпеченню ефективності руйнування негабаритних фракцій гірської породи Метод включає в себе формування енергетичного потенціалу СВС і умов його ефективної реалізації шляхом оптимізації фізико-хімічних характеристик компонентів, рецептури СВС, а також технологічного режиму їх приготування.
Встановлено, що фізично стійкі СВС мають у своєму складі матрицю, яка складається з аміачної селітри (АС) и поверхнево активної речовини (ПАР) з класу аніонактивних у кількості 5-6% від загального об’єму. Матриця енергонасичена енергетичними добавками, вибраними виходячи з принципу переважання теплових ефектів їх згорання над тепловим ефектом розкладу АС, а також здатності фізично стабілізувати матрицю способом бронювання”. Енергозабезпечення СВС узгоджено з близьким до нуля позитивним кисневим балансом. Установлено оптимальний режим приготування (на всіх стадіях) фізично стабільної СВС. Розроблено метод управління енергетичним потенціалом СВС за рахунок його регулювання на стадії приготування шляхом оптимізації фізико-хімічного стану СВС і встановлення раціональної відповідності енергетичній характеристиці вибухового імпульсу (енергетичної густини накладного заряду СВС) фізико-механічним характеристикам породи для ефективного руйнування негабаритних фракцій.

Дисертація є завершеною науково дослідною роботою, у якій вирішено актуальну науково практичну задачу, суть якої полягає в розробці спінених вибухових систем з регульованим на стадії приготування енергетичним потенціалом шляхом оптимізації їхніх фізико-хімічних характеристик для ефективного руйнування негабаритних фракцій з різними фізико-механічними властивостями в умовах кар'єрів України.
Основні наукові і практичні результати, отримані при виконанні дисертаційної роботи:

застосовувані в накладних зарядах при руйнуванні негабаритних фракцій у кар'єрах України безтротилові малощільні вибухові суміші Ігфаніт М і МВС Н, як альтернатива амонітам, характеризуються нестабільним енерговиділенням при вибуху, що обумовлює низьку ефективність руйнування негабаритних фракцій породи;
розроблено методику лабораторних досліджень СВС. На її основі розроблено метод формування стійких СВС із заданим енергетичним потенціалом, суть якого полягає в оптимізації в процесі досліджень їхніх фізико-хімічних характеристик за визначеними критеріями й у послідовності, обумовленій пріоритетністю впливу досліджуваних характеристик на фізико-хімічний стан системи. Особливістю даного методу є первинне формування матриці (АС + ПАР) шляхом оптимізації дисперсності, вмісту компонентів і режиму приготування системи з наступним її насиченням енергетичними добавками;
розроблені СВС з максимальним енергетичним потенціалом містять у своєму складі матрицю, приготовлену на основі подрібненої до 0,1...0,5 мм АС і 5...6 % ПАР (з класу аніонактивних), стабілізовану і насичену енергетичними добавками Al, Fe, C і Si дисперсністю 0,25 мм у кількості, відповідно, 10; 17,3; 3,8; 8,14 (%);стабільність енергетичного потенціалу вказаних систем забезпечується їхньою фізичною стійкістю, обумовленою великою питомою поверхнею піни в системі, яка залежить від режиму приготування матриці, вмісту в ній ПАР і дисперсності АС;
уперше установлено вплив режиму приготування компонентів і системи в цілому на її стійкість. Виявлено, що подрібнювання селітри з добавкою 1,0...1,5% ПАР забезпечує стабільність систем, попереджаючи гідратацію диспергованої АС, а також знепилює процес диспергування. Просочування суміші (АС + ПАР) і збільшення кратності механічних аплікацій на систему забезпечує фізичну стійкість СВС;
уперше розроблено метод управління енергетичним потенціалом СВС за рахунок його регулювання на стадії приготування шляхом оптимізації їх фізико - хімічного стану і встановлення раціональної відповідності енергетичної густини накладного заряду СВС - енергетичної характеристики вибухового імпульсу фізико-механічним властивостям породи для ефективного руйнування негабаритних фракцій;
метод управління енергетичним потенціалом накладних зарядів СВС характеризується поетапною реалізацією і містить у собі: а - визначення акустичної жорсткості породи, яка руйнується, і розмірів негабаритних фракцій; б - установлення відповідно до акустичної жорсткості породи необхідної питомої енергетичної густини СВС; в - встановлення енергетичного потенціалу накладного заряду з урахуванням питомої енергетичної густини системи і розміру негабариту; г - вибір рецептури СВС; д - приготування СВС за розробленим методом їхнього формування;
розроблений метод управління енергетичним потенціалом накладних зарядів СВС використано в рекомендаціях по удосконалюванню рецептури і режиму приготування існуючих малощільних вибухових сумішей в кар'єрах, які обслуговуються «Украгровибухпромом». У результаті використання цього методу в умовах Богуславського, Корсунь Шевченківського і Рокитнянського гранкарєрів у 2000 -2001роках отримано зниження собівартості дроблення негабариту в 1.7...1,8 разів. Питомий економічний ефект від його впровадження склав 2,35...2,77 грн. /м3.