№64-11
Раціональне дроблення мінеральної сировинисвердловинними зарядами як чинник екологічної безпеки підривних робіт в кар'єрах
В.Є. Колесник1, А.В. Павличенко1, Т.Ф. Холоденко2, А.Л. Кириченко2
1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна
2ДП «НВО «Павлоградський хімічний завод», Павлоград, Україна
Coll.res.pap.nat.min.univ. 2021, 64:138-153
https://doi.org/10.33271/crpnmu/64.138
Full text (PDF)
АНОТАЦІЯ
Мета. Підвищеннярівня екологічної безпеки підривних робіт в кар’єрах з видобутку нерудних і будівельних матеріалів на основі їх раціонального вибухового дроблення, спрямованого на зниження ефекту переподрібнення, що супроводжується утворенням тонких фракцій матеріалів та значними викидами пилу в атмосферу.
Методика дослідження передбачала теоретичний аналіз процесів руйнування масивів гірських порід свердловинними зарядами вибухових речовин (ВР) на основі розрахунків ударних адіабат вибухової хвилі в породах при різній швидкості детонації ВР. Експериментальну перевірку виявлених закономірностей виконано шляхом оцінювання якості вибухопідготовки за гранулометричним складом породи в розвалі.
Результати дослідження. Вирішена науково-практична задача забезпечення раціонального вибухового дроблення матеріалів в кар’єрах із застосуванням подовжених свердловинних зарядів ВР. Встановлено механізми руйнування масивів гірських порід та особливостей розподілу зон руйнування за дисперсним складом, що сприяє зниженню викидів пилу в атмосферу до прийнятного рівня екологічної безпеки підривних робіт в кар’єрах.Отримано порівняльні оцінки ударного навантаження під час вибуху заряду ВР для основних гірських порід при різному рівні швидкості детонації зарядів. Встановлено залежність об’єму переподрібненої породи в зоні її примикання до заряду від швидкості детонації ВР. Виконано експериментальну перевірку виявлених закономірностей в умовах діючого кар'єру шляхом оцінювання якості вибухових робіт за гранулометричним складом гірської маси у її розвалі після дослідних вибухів з різними параметрами.
Наукова новизна. Шляхом розрахункового визначення параметрів ударних адіабат вибухової хвилі у різних породах та при різних швидкостях детонації ВР досліджено багатофазовий процес руйнування порід вибухом. Показано, що при руйнуванні гірського масиву вибухом подовженого свердловинного заряду ВР утворюються декілька специфічних зон руйнування, характеристики яких відрізняються за гранулометричним складом. Виділено область регульованого дроблення, де інтенсивність руйнування породи можна змінювати шляхом регулювання параметрів вибухового навантаження та область мало або практично нерегульованого дроблення. Обґрунтована можливість управління процесом пилоутворення та відповідно рівнем екологічної безпеки підривних робіт в кар’єрах з видобутку нерудних та будівельних матеріалів.
Практичне значення. Виявленні закономірності і положення щодо зменшення ефекту переподрібнення мінеральної сировини використані при розробленні заходів з підвищення рівня екологічної безпеки підривних робіт в умовах кар'єру, що зокрема передбачали збільшення міжсвердловинних відстаней у діапазоні до 3,0-3,4 м та зниження питомих енерговитрат з 1,27 г/см3 до 0,97 г/см3.
Ключові слова: екологічна безпека підривних робіт в кар’єрах; вибухове дроблення мінеральної сировини; гранулометричний склад гірської породи в розвалі.
Перелік посилань:
1.Ефремов, Э.И., Никифорова, В.А., & Ищенко, К.С. (2008). Способы взрывной отбойки горных пород удлиненными зарядами переменного сечения. Cучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничого виробництва : науково-виробничий журнал. 1. 7–15.
2. Ефремов, Э.И., & Никифорова, В.А. (2008). Влияние конструкции заряда и уровня обводненности горных пород на интенсивность их дробления.Сучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничого виробництва. 2. 7–13.
3. Кісєль, О.О., & Кісєль, А.В. (2011). Аналіз впливу схем розташування вибухових свердловин на ефективність ведення буровибухових робіт при видобуванні бутощебеневої сировини. Вісник ЖДТУ. 1(56). 109–114.
4. Гуменнік, І.Л., & Стрілець, О.П. (2009). Вплив діаметра свердловинних зарядів на якість вибухового руйнування гірських порід в умовах переходу від штатних гранульованих на емульсійні вибухові речовини. Вісник КДПУ. 6(59). Ч. 1. 155–158.
5. Прохода, О.В., Абессонов, И.Г., & Коростелев, М.Н. (2008). Опыт проведения взрывных работ, обеспечивающих уменьшение выхода отсева на гранитных карьерах. Cучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничого виробництва : науково-виробничий журнал, 1, 57-61.
6. Холоденко, Т.Ф. Колесник, В.Е., & Павличенко, А.В. (2016). Влияние «внутренних» (рецептурных) особенностей эмульсионных взрывчатых веществ на эмиссию загрязняющих веществ в продуктах взрыва в атмосферу. Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць, 131. 121-132.
7. Хоменко, О.Е., Кононенко, М.Н., Миронова, И.Г., & Юрченко, К.О. (2017). Пути снижения техногенной нагрузки на горнодобывающие регионы Украины. Збірник наукових праць НГУ, (51), 77-83.
8. Долгова, Т.И., Юрченко, А.А., & Павличенко, А.В. (2014). Исследование влияния параметров скважинных зарядов на экологическую безопасность массовых взрывов в карьерах. Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць, 118, 212-221.
9. Зберовский, А.В. (1997). Охрана атмосферы в экосистеме «карьер-окружающая среда-человек». РИО АП ДКТ.
10. Крысин, Р.С. & Новинский, В.В. (2006). Модели взрывного дробления горных пород. АРТ-Пресс.
11. Кириченко, А.Л., Устименко, Е.Б., Шиман, Л.Н., & Политов, В.В.(2012).Исследование детонационных характеристик шпуровых зарядов патронированных ЭВВ.Науковий вісник НГУ, 6(132). 37–41.
12. Соболев, В.В., & Кириченко, А.Л.(2014).Метод построения ударных адиабат и численный анализ ударного сжатия горных пород. Х Междунар. наук.-техн. конф. «Розработка, использование и экологическая безопасность современных гранулированных и эмульсионных взрывчатых веществ», Кошице 2-9 февраля 20014 г., 12-16.
13. Устименко, Е.Б., Шиман, Л.Н., & Холоденко, Т.Ф. (2010).К вопросу воздействия на окружающую среду эмульсионных взрывчатых веществ с продуктами переработки твердых ракетных топлив при взрывных работах. Науковий вісник НГУ,4, 35-40.
14. Барон, Л.И., & Сыротюк, Г.Н. (1967). Проверка применяемости уравнения Розина-Рамлера для исчесления диаметра среднего куска при взрывной отбойке горных пород. Взрывное дело,62/19.11–12.
15. Барон, Л.И., & Сыротюк, Г.Н. (1969). Исследование критериев оценки гранулометрического состава породы при взрыве. Взрывное дело, 67/24, 55–69.
16. AfeniT.B., OkeleyeE.O. (2020). Microsoft paint imaging system– a photogrammetric approach to fragmentation measure mentin rock and aggregate production. Mining of Mineral Deposits,14(3).15-20.
https://doi.org/10.33271/mining14.03.015
