УДК622.235.5
ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОЛЕЗНЫХ ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ ВВ С ПОВЫШЕНИЕМ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ВЗРЫВА КОМПЛЕКТА ЗАРЯДОВ ВВ.
, профессор, к. т.н.
Студентка группы ГО-073, ГУ КузГТУ
При использовании энергии взрыва в горном деле, применяя любые ВВ, основной фактор, который определяет эффективность взрывных работ = степень полезного использования потенциальной энергии заряда ВВ.
Процесс разрушения горных пород определяет система, состоящая из заряда ВВ и окружающей твердой среды. Физико-механические свойства среды и параметры взрывного воздействия оказывают существенное влияние на конечный результат механической работы взрыва: качество дробления (гранулометрический состав), разброс взорванной породы, правильное оконтуривание, отбойка породы на полную глубину скважины.
Качество взрыва главным образом связано с количеством энергии, переданной среде. Если свойства среды, например однородность, трещиноватость определяются природными условиями, то параметры заряда можно изменять в широких пределах.
Основное направление развития теории и практики взрывных работ - создание способов управления энергией взрыва на основе качественного изменения механизма его действия.
Способов управления энергией взрыва при разрушении породных массивов разработано достаточно много. Их классифицируют по нескольким признакам:
- Регулирование воздействия взрыва отдельного заряда на массив горных пород, что обеспечивается за счет изменения: типа применяемого ВВ, конструкции заряда, диаметра заряда, расчетного удельного расхода ВВ, порядка инициирования частей рассредоточенного заряда. Регулирование воздействия взрыва на массив группы зарядов в зоне практически нерегулируемого дробления, что достигается за счет изменения: сетки расположения и числа рядов скважин, высоты уступа, интервалов замедления и последовательности взрывания зарядов во взрываемом блоке.
Впервые под сомнение существовавшее мнение о необходимости максимального заполнения зарядной камеры взрывчатым веществом поставили заряды с воздушными промежутками и полостями. Исследуя действия этих зарядов, выявили, что основное значение при разрушении горных пород имеет не количество энергии, заключенной в заряде, а рациональные способы передачи и трансформирования ее в окружающей среде. Основная идея метода управления энергией взрыва – является не мгновенная передача горному массиву всей энергии взрыва, а постепенно, многократным воздействием продуктов, взрыва на стенки скважины в течение более длительного периода времени за счет изменения внутренней газодинамики расширения продуктов детонации в зарядной камере.
Учитывая, что скорость развития трещин значительно меньше скорости волны сжатия, за счет раздавливания среды квазистатическим давлением в скважине происходит разрушение горного массива при опытных зарядах. При осуществлении многократного воздействия весь последующий цуг волн участвует в интенсивном процессе развития системы трещин.
Важное преимущество многократного воздействия взрыва на среду - уменьшение либо закрытие ширины естественных трещин, которое обеспечивает преодоление их другими волнами с меньшими потерями.
На характер и интенсивность разрушения среды влияют размеры трещин и их удаление от заряда, а также их ориентировка относительно направления действия взрыва как показали экспериментальные исследования на бетонных моделях.
Разрушающее действие волн напряжений с увеличением степени трещиноватости твердой среды снижается, и дробление происходит за счет поршневого действия газов взрыва. В это же время на дробимость пород с уменьшением их крепости отрицательное влияние трещиноватости снижается, так как при этом увеличивается роль поршневого воздействия продуктов взрыва, разрушающему действию которого способствует трещиноватость.
Эффективным методом улучшения степени дробления горной массы является применение наклонных скважинных зарядов, как показывают результаты теоретических, лабораторных и промышленных исследований.
Возможны два подхода к выбору величины наклонного заряда, так как при постоянной высоте уступа наклонная скважина длиннее вертикальной: сохранение ее постоянства при соответствующем росте длины забойки, либо увеличение ее при постоянном значении вертикальной забойки. При увеличении забойки происходит рост зоны ослабленного действия взрыва. Причем объем этой зоны меньше при наклонных зарядах с неизменной величиной забойки. Известно, что с ростом длины заряда увеличиваются радиусы дробления. Это приводит к уменьшению кусковатости породы.
Известно, что себестоимость добываемого полезного ископаемого предопределяется, в первую очередь, качеством разрушения породного массива, снижением трудоемкости выполняемых работ и повышением производительности труда. Все эти факторы зависят от технологии производства взрывных работ и степени использования приведенных выше методов управления качеством разрушения горной породы.
Список литературы
1. Буровзрывные работы в народном хозяйстве/сб. Взрывное дело, 73/30, - М.:Недра, 1974, 256 с.
