Обоснование составов смесевых взрывчатых веществ и параметров накладных зарядов для регулируемого разрушения крупногабаритных кусков горной породы

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи і необхідність проведення

досліджень; сформульовано мету, ідею та задачі дослідження; описані використані методи

досліджень; висвітлено наукову новизну та практичну цінність роботи, обґрунтованість і

достовірність наукових положень, висновків і рекомендацій роботи; наведено зв'язок роботи з

науковими програмами, планами, темами, а також особистий внесок автора; надані відомості про

апробацію результатів дисертації, публікації та про обсяг і структуру роботи.

У першому розділі виконано критичний аналіз публікацій, присвячених вторинному

дробленню негабаритної фракції породи. У результаті виконаного аналізу сучасного стану робіт із

вторинного руйнування скельних гірських порід на кар'єрах можна зробити такі висновки:

- аналіз відомих невибухових методів руйнування негабариту показав, що практично кожен

із них при відповідних умовах і витратах може бути застосований. Однак успішне застосування їх

на практиці здійснено в обмежених обсягах, і на цей час мало відомостей про їхнє впровадження;

- шпурові вибухові методи дроблення негабаритних фракцій характеризуються

підвищеною небезпекою при розльоті кусків породи, високою трудомісткістю, низькою

продуктивністю та високою вартістю засобів механізації при бурінні шпурів;

- незважаючи на достоїнства методу руйнування негабариту з застосуванням

кумулятивних зарядів, цей метод має ряд недоліків: необхідність використання потужних

високобризантних ВР, що породжують інтенсивну повітряно-ударну хвилю; висока вартість таких

зарядів заводського виготовлення; складності при транспортуванні таких зарядів; підвищена

кількість отруйних газів, що виділяються під час вибуху;

- у сучасних умовах для вторинного дроблення може успішно застосовуватися метод

накладних зарядів. При цьому ефективність за подрібнювальною дією, технологічною та

екологічною безпекою може бути підвищена шляхом використання накладних зарядів

безтротилових ВР зниженої щільності;

- відомі наукові пояснення механізму вибухового руйнування негабариту і розрахункові

формули грунтуються в основному на емпіричному підході внаслідок надзвичайної складності

розв’язання задачі про вибухове руйнування негабаритного куска (тривимірність за координатами;

одночасна дія прямої, відбитих та інших типів хвиль; невизначеність форми куска породи; вплив

масштабного ефекту тощо). Тому дослідники обмежуються спрощеними інженерними методами

розрахунку вибуху накладних зарядів, випускаючи з уваги важливі фактори – залежність тиску

вибуху від часу і реакцію підстилаючої гірської породи. Крім того, дослідники створюють ВР без

урахування властивостей руйнованих гірських порід, що часто приводить до того, що вибух цього

ВР не може зруйнувати ту чи іншу гірську породу;

- усі попередні дослідження були спрямовані в основному на вибір ВР і способів його

підривання без урахування властивостей породи куска, що підривається. Тому автор поставив за

5

мету на базі урахування властивостей руйнованої породи і необхідного ступеня її дроблення

створити сумішеві безтротилові ВР, підривання яких забезпечить ефективне і безпечне

руйнування негабаритної фракції.

Викладене вище обумовило формулювання мети та задач досліджень.

У другому розділі сформульовано методичний підхід до розроблення нових безтротилових

сумішевих ВР, що базується на урахуванні умов застосування та необхідних параметрів

використання розроблюваного ВР при виборі його складу. У рамках дисертаційної роботи під

умовами застосування мається на увазі, що ВР використовується для дроблення негабариту у

вигляді накладних зарядів. Виконано підбір компонентної бази для нових безтротилових

сумішевих ВР. У роботі основою компонентного складу сумішевої ВР для дроблення негабаритних

фракцій гірської породи вибрані такі речовини: аміачна селітра; дизельне пальне; вата полімеру;

концентрат залізорудний; феросиліцій; карбамід; висівки. З використанням відомих наукових

термодинамічних залежностей розроблена комп’ютерна методика розрахунку термодинамічних і

детонаційних параметрів безтротилових сумішевих ВР, а також наведені результати розрахунку

параметрів (щільність ρ0; теплота вибуху Qвиб; питомий об’єм газів вибуху V0; температура вибуху

tвиб; питомі теплоємності cv і cР; показники адіабати γ і політропи n ПВ; теплоти вибуху: фугасна

Qf, детонаційна Qd і дефлаграційна Qt) за цією методикою для складів ВР, отриманих у

дисертаційній роботі – комполайту ПС1 і комполайту ПС3 (табл.1). Використовуючи відомі

рівняння газової динаміки для одномірної ізоентропійної течії газу, рівняння ізоентропи у вигляді

степеневої функції від щільності газу та диференціальний закон руху границі розділу продуктів