Купенко Іван Володимирович. Обгрунтування ефективних параметрів буропідривних робіт при проходці вертикальних шахтних стволів

Краткое описание

Купенко Іван Володимирович. Обгрунтування ефективних параметрів буропідривних робіт при проходці вертикальних шахтних стволів: дис... канд. техн. наук: 05.15.04 / Національний гірничий ун-т. - Д., 2004

Купенко І.В. Обґрунтування ефективних параметрів буропідривних робіт при проходці вертикальних шахтних стволів. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.04 «Шахтне та підземне будівництво». Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2004.
Ефективність підривних робіт при проходці вертикальних стволів знижується у зв’язку з груповими неповними детонаціями та відказами через переміщення патронів ВВ вздовж шпуру під впливом вибуху зближеного заряду і порушення його суцільності під впливом процесу воронкоутворення. Експериментально встановлена залежність зміни величини переміщення патронів ВР шпурового заряду у часі та максимальна дальність передачі детонації між патронами через воду. Вперше запропонований параметр «фактична енергія продуктів вибуху зарядів у шпурі», що враховує коефіцієнт заряджання шпура. На базі аналітичних досліджень встановлена залежність максимально можливого значення радіуса воронки вибуху від параметра «повна енергія продуктів вибуху заряда у шпурі в різних умовах. Підтверджена доцільність використання зворотного способу ініціювання шпурових зарядів ВР при здійсненні підривних робіт при проходці вертикальних шахтних стволів. Запропоновано конструкції патрона-бойовика та шпурового заряда ВР для реалізації зворотного способа ініціювання зарядів ВР. На базі усіх досліджень розроблена технологія буропідривних робіт при проходці вертикальних шахтних стволів.

У роботі дане нове рішення науково-технічної задачі підвищення ефективності буропідривної технології при проходці вертикальних шахтних стволів на основі обліку факторів, які впливають на стійкість детонації шпурових зарядів ВР, що дозволяє в різних гірничо-геологічних умовах збільшити переміщення вибою за одне підривання і забезпечити його проектні розміри і форму поперечного переріза.
Основні наукові і практичні результати роботи.

Вивчено умови виникнення неповних детонацій та відказів шпурових зарядів ВР при веденні буропідривних робіт у вертикальних шахтних стволах.
Встановлена закономірність зміни величини осьового переміщення патронів зарядів ВР у шпурах, що заповнені водою та гранульованим шлаком, у часі від дії вибуху сусіднього шпурового заряду ВР.
Уперше введений універсальний енергетичний показник (параметр) вибуху фактична енергія продуктів вибуху шпурового заряду ВР”, що враховує не тільки потенційну теплоту вибуху ВР, але і коефіцієнт заряджання шпуру, і обґрунтована його інформативність.
Уперше встановлені залежності максимального радіуса воронки від фактичної енергії вибуху заряду в шпурі, причому доведено, що для скельних гірських порід він не залежить від їхньої міцності.
Аналітично обґрунтовано й експериментально доведено, що при підриванні зарядів ВР у підтоплених вибоях радіус воронки вибуху менше, ніж у сухих” і знижується з ростом висоти підтоплення, наближуючись до нуля. На базі шахтних експериментів у вертикальних шахтних стволах установлена залежність радіуса воронки вибуху заряду ВР у шпурі, заповненому водою з підтопленням вибою на висоту 0,20...0,25 м від величини лінії найменшого опору (ЛНО).
Встановлено умови стійкості детонації зарядів ВР у вертикальних шахтних стволах: застосування запираючої набійки з граншлака на всю довжину вільного від заряду простору шпуру, розташування шпурових зарядів у гірському масиві на відстані менше ніж 0,7 м один від одного; застосування короткоуповільненого підривання (час між вибухами зарядів ВР, розташованих ближче, чим 0,7 м повинен бути не більше 18 мс).
Розроблено конструкції патрона-бойовика і шпурового заряду для реалізації зворотного способу ініціювання зарядів ВР, що відрізняються від відомих розміщенням електродетонатора усередині патрона (Патент 42247 А Україна, № 200126951).
Розроблена технологія буропідривних робіт при проходці вертикальних шахтних стволів. Її впровадження при проходці повітроподаючого ствола № 2 АП «Шахта ім. О.Ф. Засядько», починаючи з глибини 587 м, дозволило цілком виключити неповні детонації та відкази шпурових зарядів, збільшити значення коефіцієнта використання шпурів на 10%, скоротити час II фази прибирання породи у вибої ствола в 2...3 рази, скоротити середню тривалість прохідницького циклу (без обліку часу навішення труб) з 25,97 до 23,05 години, тобто майже на 3 години. Усе це сприяло досягненню швидкості проходки ствола понад 100 м/міс на глибині, що перевищувала 700 м, а також досягти економічного ефекту 940019 грн.